PatentDe Dokumentenidentifikation DE3630482A1 11.05.1988 Titel Zirkulator mit umschaltbarer Übertragungsrichtung Anmelder Goebel, Uhland, 2100 Hamburg, DE Erfinder Goebel, Uhland, 2100 Hamburg, DE DE-Anmeldedatum 08.09.1986 DE-Aktenzeichen 3630482 Offenlegungstag 11.05.1988 Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.05.1988 IPC-Hauptklasse H01P 1/383 IPC additional class // H01Q 3/26 Zusammenfassung Ein Zirkulator mit umschaltbarer Übertragungsrichtung für den Mikro- und Millimeterwellenbereich mit wenigstens einem in Richtung seiner Achse vormagnetisierten zylindrischen Resonator aus gyromagnetischem Material wird bei gleichbleibender Richtung des Vormagnetisierungsfeldes (Ho) durch elektronische Schalter (2) im Hochfrequenzkreis umgeschaltet, indem diese ein drehsymmetrisches, reziprokes Reaktanznetzwerk (1) abhängig von ihrem Zustand mit den Zirkulatortoren (3) verbinden oder an zusätzlichen inneren Toren umschalten. Beschreibung[de] Die Erfindung betrifft Zirkulatoren mit umschaltbarer Übertragungsrichtung für den Mikro- und Millimeterwellenbereich mit wenigstens einem im Mittelpunkt einer drehsymmetrischen Wellenleiterverzweigung angebrachten und in Richtung seiner Achse vormagnetisierten zylindrischen Resonator aus gyromagnetischem Material. Umschaltbare Verzweigungszirkulatoren, auch "Schaltzirkulatoren" genannt, werden in der Mikro- und Millimeterwellentechnik für eine Reihe von Aufgaben eingesetzt. Ihr Haupt-Anwendungsgebiet liegt zur Zeit in der Radartechnik, in der sie als Schalter für große Hochfrequenzleistungen z. B. zum Schutz empfindliche Empfangsschaltungen eingesetzt werden. Andere Anwendungen aus diesem Gebiet sind der Einsatz als Laufzeit-Phasenschieber für "phased-array"-Antennen, wobei zur Erzielung eines reziproken Übertragungsweges (gleiche Phasenverschiebungen für gesendetes und empfangenes Signal) mehrere Schaltzirkulatoren kombiniert werden, oder die Verwendung als verlust- und damit rauscharme Umschalter zwischen verschieden kombinierten Antennensignalen in zur Richtungsdetektion verwendeten "monopulse"-Radars, welche dadurch nur eine statt dreier empfindlicher Empfangsstufen benötigen. Zu erwähnen sind weiter nichtreziproke Umschalter zwischen Antenne und Referenz-Rauschquelle in Radiometern und Redundanzschalter für zur Sicherheit mehrfach ausgelegte Komponenten eines Hochfrequenzsystems, etwa in der Satelliten- und Raumfahrttechnik. Eine wesentliche Erweiterung des Einsatzgebietes wäre möglich, wenn die den bekannten technischen Lösungen anhaftende Nachteile und Begrenzungen, wie großer Steuerleistungsbedarf und geringe Schaltgeschwindigkeit, überwunden werden könnten. Alle bisher gebauten Schaltzirkulatoren arbeiten mit einem umkehrbaren Vormagnetisierungsfeld, ohne weitere Parameter des Hochfrequenzkreises zu beeinflussen. Es sind im wesentlichen zwei Bauformen gebräuchlich. Bei der ersten wird das Vormagnetisierungsfeld durch einen äußeren remanenzbehafteten Magnetkreis gebildet, dessen Remanenzfeld durch Stromstöße in einer den magnetischen Fluß umschließenden Spule umgekehrt werden kann. Diese Anordnung ermöglicht einen einfachen Entwurf, da der Hochfrequenzteil eines nicht geschalteten Zirkulators meist direkt übernommen werden kann und nur zusätzlich der externe Magnetkreis zu entwickeln ist. Er bietet auch einige Freiheit bei der Auswahl der Materialien, welche für Ferrit-Resonator und Magnetkreis ganz verschiedene Anforderungen erfüllen müssen. Nachteile dieser Anordnung sind die große aufzuwendende Steuerleistung, welche sich aus dem großen Volumen umzumagnetisierenden Ferrits ergibt, die geringe Schaltgeschwindigkeit, welche zusätzlich durch im Umschaltaugenblick induzierte Wirbelströme in den vom magnetischen Fluß durchsetzten Hohlleiterwänden reduziert wird, sowie das hohe Gewicht. Die Schaltzeiten erreichen bei dieser Anordnung einige hundert Mikrosekunden. Die zweite Anordnung macht sich die Remanenz in einem geeignet zusammengesetzten Mikrowellen-Ferrit zunutze, der durch eine komplizierte Formgebung die erforderliche magnetische Rückführung selbst enthält und durch eine meist in einer Nut angeordnete Spule geringer Wicklungszahl ummagnetisiert werden kann. Die erreichbare Schaltzeit ist erheblich kürzer als bei der oben genannten Anordnung und unterschreitet bei großem Aufwand für die Treiberschaltung etwa eine Mikrosekunde. Nachteile dieser Anordnung sind die komplizierte Form des Ferriten, die hohe Amplitude der Ummagnetisierungsimpulse (einige Ampere) und das durch gegensinnig vormagnetisierte Teile des Ferrit-Resonators und ungenügende Sättigung beeinträchtigte Betriebsverhalten (Bandbreite, Verluste, Temperaturgang). Schaltzirkulatoren könnten wegen ihrer prinzipbedingten Vorteile wie hoher Isolation und geringer Einfügedämpfung in vielen Systemanwendungen, z. B. als Ersatz für pin-Dioden-Verzweigungsschalter, eingesetzt werden. Hierfür müßten allerdings vergleichbare Schaltzeiten (etwa 1 ns) und Steuerleistungen (einige mW) erzielt werden. Aus der Veröffentlichung (IEEE Trans. MTT-20 (1972), pp. 396ff) ist ein Vorschlag zur elektronischen Umschaltung von "lumped element"-Zirkulatoren bekannt, welche mit konzentrierten Kapazitäten und konzentrierten Induktivitäten arbeiten, die durch einen vormagnetisierten Ferritzylinder miteinander nichtreziprok verkoppelt sind. Danach sollte eine Zirkulationsrichtungs-Umkehr durch gleichzeitige Veränderung von vier konzentrierten Kapazitäten möglich sein, welche beispielsweise als flächige Varaktoren ausgebildet sein könnten. In dem Artikel wurden einige theoretisch berechnete Kurven für das Betriebsverhalten eines solchen Zirkulators veröffentlicht. Eine praktische Realisierung ist dagegen bis heute nicht bekannt geworden. Das vorgeschlagene Prinzip läßt sich nicht auf die im Mikro- und Millimeterbereich verwendeten Verzweigungszirkulatoren anwenden, da hier im Gegensatz zum "lumped element"-Zirkulator Resonanzfrequenz und Koppelgüte des nichtreziproken Resonators im wesentlichen durch die Abmessungen des Ferritresonators bestimmt werden und nicht von leicht zu beeinflussenden lokalisierten Blindwiderständen abhängen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verzweigungszirkulatoren der eingangs erwähnten Art nach einem in möglichst vielen gängigen Wellenleitertechniken realisierbaren Prinzip mit den von reziproken halbleiterbestückten Verzweigungsschaltern erreichbaren Schaltzeiten umschaltbar zu machen, wobei es möglich sein soll, den Schaltzirkulator mit konstantem Vormagnetisierungsfeld zu betreiben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umschaltung bei gleichbleibender Richtung des Vormagnetisierungsfeldes durch elektronische Schalter im Hochfrequenzkreis erfolgt, welche eine Vertauschung der Reihenfolge von zwei Eigenwerten der Zirkulator-Streumatrix in der komplexen Reflexionsfaktor-Ebene bewirken, indem sie ein drehsymmetrisches, reziprokes Reaktanznetzwerk, das zumindest in einem der beiden Schaltzustände mit allen Zirkulatoren in gleichem Abstand vom Zentrum der Wellenleiterverzweigung verbunden ist, indem es den dem Resonator vorgeschalteten Wellenleitern entweder in Serie geschaltet und so bemessen ist, daß das aus Reaktanznetzwerk und Schaltern zusammengesetzte Netzwerk bei Gleichtakt-Anregung seiner Tore zwei Eingangsreaktanzen bildet, deren Differenz ein anderes Vorzeichen besitzt als die Differenz der entsprechenden Reaktanzen bei Anregung mit einem Drehsystem oder parallel geschaltet und so bemessen ist daß eine gleichlautende Bedingung für die entsprechenden Eingangssuszeptanzen erfüllt ist, abhängig von ihrem Zustand mit den Zirkulatortoren verbinden oder an zusätzlichen inneren Toren umschalten. Das bedeutet, daß die für eine Ummagnetisierung des gyromagnetischen Resonators anfallende Zeitverzögerung sowie die dazu benötigte Steuerleistung entfallen. Da der Hochfrequenzkreis des Zirkulators keine weiteren nennenswerten Verzögerungszeiten aufweist, wird die Schaltgeschwindigkeit nur durch die Eigenschaften der verwendeten elektronischen Schalter begrenzt. In einer vorteilhaften Ausführung des Zirkulators ist vorgesehen, das Vormagnetisierungsfeld zeitlich konstant zu machen (mögliche Verwendung von Permanentmagneten) und das Reaktanznetzwerk im Falle der Ankopplung in Serienschaltung so zu bemessen, daß es in Verbindung mit den elektronischen Schaltern bei Gleichtaktanregung zwei Eingangsreaktanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach nicht größer als das 2/ SQRT -fache des Bezugswiderstandes Z&sub0; ist, und deren Summe mit der Gleichtakt-Eingangsreaktanz des inneren Zirkulatorteils jeweils dem Betrage nach höchstens gleich Z&sub0; ist, sowie bei Anregung mit einem Drehsystem zwei Eingangsreaktanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach mindestens 2/ SQRT Z&sub0; ist, und deren Summen mit den Eingangsreaktanzen des inneren Zirkulatorteils bei linksdrehender und bei rechtsdrehender Anregung jeweils dem Betrage nach mindestens Z&sub0;/(2+ SQRT sind, das Reaktanznetzwerk jedoch im Falle der Ankopplung in Parallelschaltung so zu bemessen, daß es in Verbindung mit den elektronischen Schaltern bei Gleichtaktanregung zwei Eingangssuszeptanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach nicht größer als 2/( SQRT Z&sub0;) ist und deren Summe mit der Gleichtakt-Eingangssuszeptanz des inneren Zirkulatorteils jeweils dem Betrage nach höchstens gleich 1/Z&sub0; ist, sowie bei Anregung mit einem Drehsystem zwei Eingangssuszeptanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach mindestens 2/( SQRT Z&sub0;) ist und deren Summen mit den Eingangsadmittanzen des inneren Zirkulatorteils bei linksdrehender und bei rechtsdrehender Anregung jeweils dem Betrage nach mindestens 1/((2+ SQRT Z&sub0;) sind. Durch die angegebenen Grenzen für die meist durch theoretische Analyse der jeweils gewählten Struktur oder durch getrennte Messung bestimmbaren Eingangsreaktanzen des Reaktanznetzwerkes werden Bereiche ausgeschlossen, in denen keine Lösung für die erfindungsgemäß Vertauschung von Streumatrix-Eigenwerten besteht. In einer hierauf aufbauenden Fortbildung des Zirkulators werden die Tore des Reaktanznetzwerkes durch elektronische Schalter überbrückt und in einem räumlichen Abstand vom Resonator in Serie zu den auf diesen zuführenden Wellenleitern geschaltet, in welchem eine der beiden bei linksdrehender bzw. bei rechtsdrehender Anregung wirksamen Eingangsimpendanzen des inneren Zirkulatorteils etwa einen Leerlauf darstellt, wobei die Beträge der bei Gleichtaktanregung bzw. bei Anregung durch ein Drehsystem durch das Reaktanznetzwerk gebildeten Eingangsreaktanzen auf ungefähr übereinstimmende Werte von etwa 2/( SQRT Z&sub0;) eingestellt sind. Durch diese besondere Wahl der Ankoppelstellen und der Ankoppelart wird eine der beiden zu einem Drehsystem gehörenden Eigenwerte praktisch nicht durch das Reaktanzzweitor beeinflußt, das aufgrund seiner Reziprozität immer identische Eingangsreaktanzen für links- und rechtsdrehende Anregung aufweist. Bei annähernd idealen Schaltern ist außerdem der Zirkulator in einem Zustand identisch mit einem nicht schaltbaren Zirkulator, was Entwurf und Abstimmung erheblich erleichtert. In einer weiteren etwa gleichwertigen, aber in einigen Wellenleitertechniken besser realisierbaren Ausbildung des Zirkulators werden die Tore des Reaktanznetzwerkes in einem räumlichen Abstand vom Resonator den auf diesen zuführenden Wellenleitern über elektronische Schalter parallel geschaltet, in welchem eine der beiden bei linksdrehender bzw. bei rechtsdrehender Anregung wirksamen Eingangsimpedanzen des inneren Zirkulatorteils etwa einen Kurzschluß darstellt, wobei die Beträge der bei Gleichtaktanregung bzw. bei Anregung durch ein Drehsystem durch das Reaktanznetzwerk gebildeten Eingangsreaktanzen auf ungefähr übereinstimmende Werte von etwa SQRT /2 Z&sub0; eingestellt sind. Schaltzirkulatoren mit dieser Anordnung können abhängig von der verwendeten Wellenleitertechnik im Vergleich zur vorgenannten Ausbildung günstigere Eigenschaften haben, da die Dualität insofern nicht vollständig ist, als die Eingangsimpedanzen an die Peripherie des Resonators in etwa gleich bleiben. Dadurch ergeben sich andere Orte der Ankoppelstelle und damit auch andere geometrische Randbedingungen für das Reaktanznetzwerk. Eine besonders für planare Schaltungstechniken vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Reaktanznetzwerkes besteht aus drehsymmetrisch in Ringform angeordneten identischen reziproken Wellenleiter- Zweitoren, welche durch elektronische Schalter wahlweise mit den Toren des inneren Zirkulatorteils verbunden werden können. In vielen Fällen kann es, z. B. zur Einhaltung einer planaren Topologie, günstig sein, die Zweitore erst im Schaltaugenblick miteinander zu verbinden. Wenn in einer Wellenleitertechnik die Möglichkeit besteht, Netzwerkteile in einer zweiten Schaltungsebene parallel zum inneren Zirkulatorteil anzuordnen, wie z. B in Stripline- oder Finleitungstechnik, ist es vorteilhaft, das Reaktanznetzwerk aus einer drehsymmetrischen sternförmigen Zusammenschaltung identischer reziproker Wellenleiter-Zweitore zu bilden, die mindestens eine der Zirkulator-Torzahl entsprechende Zahl von freien Toren besitzt, welche durch elektronische Schalter wahlweise mit den Toren eines inneren Zirkulatorteils verbunden werden können. Die Bemessung des Reaktanznetzwerkes ist in diesem Falle besonders einfach. So ergibt sich z. B. bei einer parallelen Zusammenschaltung bei Gleichtaktanregung an der Verbindungsstelle der reziproken Zweitore ein Leerlauf, bei drehender Anregung ein Kurzschluß entsteht. Die hierdurch bedingte Entkopplung ermöglicht eine selektive Beeinflussung, im Beispiel der Gleichtaktreaktanz, durch ebenfalls drehsymmetrisch angeordnete Stichleitungen. Eine sehr einfache und verlustarme Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reaktanznetzwerkes erhält man, wenn es aus einer konzentrisch zur Verzweigungsachse angeordneten koaxialen Stichleitung drehsymmetrischen Querschnitts gebildet wird, auf welcher durch geeignete Wahl von Innen- und Außenleiterabmessungen neben der bei Gleichtakt-Anregung des Zirkulators angeregten TEM-Grundwelle noch mindestens eine winkelabhängige, bei Anregung des Zirkulators mit einem Drehsystem angeregte Eigenwelle, vorzugsweise die H&sub1;&sub1;-Welle, wenigstens annähernd ausbreitungsfähig ist und bezüglich derer sie eine abweichende elektrisch wirksame Länge oder einen abweichenden Wellenwiderstand oder beides besitzt, und welche durch drehsymmetrisch zu ihrer Achse in einer Querschnittsebene zwischen Außen- und Innenleiter angeordnete elektronische Schalter überbrückt werden kann. Mit einer einstellbar gemachten Länge der Stichleitung, beispielsweise durch einen Kurzschlußschieber, erhält man ein bequemes Abstimmittel. Die elektronischen Schalter können bei dieser Ausgestaltung auf einer alle evt. notwendigen Anpaßelemente enthaltenden planaren Schaltung angebracht sein, die zwischen Innen- und Außenleiter eingefügt wird. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erhält man einen Schaltzirkulator in Microstriptechnik, indem die der die Microstripleitungen tragende Substratseite gegenüberliegende Seite zumindest teilweise schlitzförmige, zur Ferrit-Resonator-Achse drehsymmetrisch angeordnete Ausnehmungen enthält, welche eine in sich zusammenhängende Metallisierungsfläche von der übrigen Metallisierung abteilen und durch drehsymmetrisch zur selben Achse angeordnete elektronische Schalter überbrückt werden können. Durch die in sich geschlossene Schlitzleitungsstruktur in der ansonsten durchgehenden Rückseiten-Metallisierung entsteht ein ringförmiges Reaktanznetzwerk, das den Zirkulator- Toren in Serie geschaltet ist, da sich die Spannung einer einfallenden Welle auf die weiterführende Microstripleitung und den Schlitz aufteilt. Die Zuführung von Schaltsignalen ist bei dieser Anordnung besonders einfach, da im Zentrum eine isolierte Metallfläche stehen bleibt, welche einen gemeinsamen Kontakt für alle elektronischen Schalter bildet. Zusätzliche Vorteile bezüglich einer vereinfachten theoretischen und praktischen Optimierung erhält man bei einer Ausformung der schlitzförmigen Ausnehmungen als kreis- oder dreiecksähnlichen geschlossenen Ring, welcher jeweils durch mindestens einen etwa gegenüber einer zuführenden Microstripleitung angeordneten elektronischen Schalter überbrückt werden kann. Durch die Vermeidung von Diskontinuität und vorzugsweise mit konstanter Weite ausgeführte Schlitzleitungen vereinfacht sich die Analyse und Bemessung des Reaktanznetzwerkes. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß das Netzwerk auch noch trotz der bei realen Schaltern auftretenden parasitären Elemente in einem Schaltzustand gut von Zirkulator entkoppelt ist. Für diesen Zustand kann der Zirkulator daher in der bekannten Weise dimensioniert werden. Bei vielen Systemanwendungen von Microstripzirkulatoren ist eine planare, einseitige Anordnung erforderlich, z. B. weil das ganze System auf einer durchgehenden Metallplatte, welche fest mit dem Substrat verbunden ist, aufgebaut werden soll. Einen diese Forderung erfüllenden Schaltzirkulator erhält man, indem auf der die zuführenden Microstripleitungen tragenden Substratseite drehsymmetrisch angeordnete, jeweils im Winkelbereich zwischen jenen positionierte, zumindest teilweise streifenförmige metallisierte Flächen angebracht sind, welche durch elektronische Schalter mit den zuführenden Microstripleitungen und untereinander verbunden werden können. Durch die Aufteilung in Teilnetzwerke werden sonst notwendige Überkreuzungen vermieden, welche streng planar nicht bewerkstelligt werden können. Schaltspannungs-Zuführungen können beispielsweise über Bonddrähte erfolgen, welche aufgrund ihrer hohen Induktivität das Hochfrequenzverhalten des Zirkulators kaum stören. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Schaltzirkulator in Hohlleitertechnik, welche einen in an sich bekannter Form in einer H-Ebenen-Verzweigung ggf. auf einer Transformationsstufe angeordneten, einen Teil der Hohlleiterhöhe ausfüllenden Ferritresonator verwendet, wobei jedoch eine erfindungsgemäße koaxiale Stichleitung in die seiner Stirnfläche gegenüberliegende Hohlleiterwand eingelassen ist und vorzugsweise einen über die Hohlleiterwand hinaus in den Hohlleiter ragenden Innenleiter sowie in einer der Ebene der Hohlleiterwand nahen Querschnittsebene angeordnete elektronische Schalter besitzt. Ein die elektronischen Schalter steuerndes Schaltsignal läßt sich bei dieser Anordnung einfach über den Innenleiter der Stichleitung von außen zuführen, indem deren hochfrequenzmäßiger Abschluß durch den Eingang eines Tiefpaßfilters gebildet wird, welches mit einem kapazitiven bzw. niederohmigen Element beginnt. Eine besonders für den Millimeterwellen-Bereich geeignete Ausgestaltung der Erfindung betrifft einen Finleitungs-Zirkulator mit etwa tangential verlaufenden Schlitzen, wie er insoweit aus der DE 32 13 831 bekannt ist, der elektronisch umschaltbar gemacht wird, indem auf der dem Ferrit-Resonator abgewandten Stubstratseite drehsymmetrisch angeordnete, in einem die Resonatorachse enthaltenden Bereich miteinander verbundene vorzugsweise streifenförmige Metallisierungsflächen angebracht sind, welche etwa an den der Resonatorachse näheren Längskanten der Schlitze enden und durch elektronische Schalter mit metallisierten Flächen verbunden werden können, die sich außerhalb des durch die Schlitze eingerahmten Bereichs befinden. Ein Schaltspannungs- Anschluß kann vorteilhaft ebenfalls auf der dem Ferrit-Resonator abgewandten Substratseite z. B. in Form eines integrierten Tiefpaßfilters integriert werden. Der Schaltspannungskreis kann dabei auf einfache Weise über das Hohlleitergehäuse geschlossen werden. Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zirkulators sind seinen Toren verlustarme Zweitore vorgeschaltet, welche einen gegensinnigen Einfluß auf die Frequenzlage und/oder die Breite der nutzbaren Betriebsbänder der beiden Schaltzustände ausüben und so eine verbesserte Übereinstimmung bewirken. Bei der Auslegung des Reaktanznetzwerkes braucht dann zunächst nur ein Schaltzustand bezüglich der Bandbreite optimiert zu werden, wobei der andere nur auf möglichst gute Isolation und Reflexionsdämpfung bei Mittenfrequenz einzustellen ist. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die elektronischen Schalter durch Halbleiter-Zweipole gebildet. Vorteile sind vor allem deren einfacher und damit parasitätenarmer Aufbau sowie ihr geringer Platzbedarf, wodurch sie besonders im Millimeterwellenbereich vorteilhaft eingesetzt werden können. Wenn es auf eine hohe Belastbarkeit ankommt, werden vorzugsweise pin-Dioden eingesetzt, welche durch eine Schaltspannung oder optisch gesteuert sein können. Für besonders kurze Schaltzeiten (unterhalb 1 ns) sind Schottky-Dioden vorzuziehen. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die elektronischen Schalter durch Halbleiter-Elemente mit getrenntem Steuereingang gebildet. Dies können insbesondere Feldeffekt-Transistoren sein, welche mit sehr geringer Steuerleistung auskommen. Halbleiterelemente mit innerer Verstärkung können auch vorteilhaft bei optischer Ansteuerung eingesetzt werden, wobei geringe Lichtleistungen zur Steuerung ausreichen. Der erfindungsgemäße Zirkulator wird vorzugsweise mit Halbleiter-Elementen aufgebaut, welche durch eine von außen angelegte Spannung gesteuert werden. Hiermit lassen sich bei geeigneter Auslegung der Spannungszuführung und der Treiberschaltung die kürzesten Schaltzeiten erreichen. So wurden beispielsweise mit pin-Dioden Schaltzeiten von etwa 1 ns erreicht, wobei in der Treiberschaltung preiswerte HF-Bipolartransistoren verwendet wurden. Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltzirkulator- Anordnung mit reziprokem und nichtreziprokem Teilnetzwerk, Fig. 2 ein Diagramm zur Bestimmung möglicher Schaltzirkulator-Arbeitspunkte und zur Dimensionierung des Reaktanznetzwerkes, Fig. 3 einen elektronisch schaltbaren Microstrip-Zirkulator mit Schlitzleitungsring auf der Substratrückseite, Fig. 4 einen elektronisch schaltbaren Microstrip-Zirkulator mit geteiltem Streifenleitungsring auf der Substratvorderseite, Fig. 5a einen elektronisch schaltbaren H-Ebenen-Hohlleiter-Zirkulator mit koaxialer Stichleitung, Fig. 5b die transversale Feldverteilung der TEM- und der H&sub1;&sub1;-Welle in der koaxialen Stichleitung des elektronisch schaltbaren H-Ebenen- Hohlleiter-Zirkulators, Fig. 6 einen elektronisch schaltbaren Finleitungs-Zirkulator mit Streifenleitungsnetzwerk auf der Substratrückseite. Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltzirkulators mit drei Toren. Ein reziprokes, drehsymmetrisches Netzwerk 1 kann durch elektronische Schalter 2 mit den Toren von Wellenleitern 3 verbunden werden, welche zu einem inneren Zirkulatorteil 4 gehören. Die Verbindung kann dabei sowohl in Parallelschaltung als auch in Serienschaltung erfolgen. Der innere Zirkulatorteil 4 enthält einen in Fig. 1 nicht dargestellten Resonator aus gyromagnetischem Material, der im Mittelpunkt der Wellenleiterverzweigung angeordnet ist und durch ein Vormagnetisierungsfeld H&sub0; konstanter Richtung magnetisiert wird. Die Verbindungsstellen der elektronischen Schalter 2 mit den Wellenleitern 3 bilden die äußeren Tore A, B, C des Schaltzirkulators. Bei abgeschaltetem Reaktanznetzwerk 1 überträgt der Schaltzirkulator in seine Tore einfallende Wellen in durch den Aufbau des inneren Zirkulatorteils 4 und die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes H&sub0; bestimmten Richtungssinn, z. B. wie in Fig. 1 angedeutet, von Tor A auf Tor B, von Tor B auf Tor C und von Tor C auf Tor A. In einer ebenfalls erfindungsgemäßen Anordnung befinden sich die elektronischen Schalter 2 nicht an den äußeren Toren des Reaktanznetzwerkes 1, sondern schalten es an zusätzlichen inneren Toren um. In diesem Fall sind die äußeren Tore des Reaktanznetzwerkes 1 ständig mit den Toren der Wellenleiter 3 in Parallel- oder Serienschaltung verbunden. Der innere Zirkulatorteil 4 wird dann statt für reelle Bezugswiderstände für die komplexe Abschlußimpedanz ausgelegt, welche sich durch die Parallel- bzw. Serienschaltung des reellen Bezugswiderstandes der äußeren Beschaltung mit der durch das Reaktanznetzwerk 1 in einem der beiden Schaltzustände gebildeten Eingangsreaktanz ergibt. Eine zur vorgenannten Anordnung netzwerktheoretisch äquivalente ergibt sich aus der erstgenannten, in Fig. 1 dargestellten Anordnung, wenn die elektronischen Schalter 2 nicht ideal sind, d. h. das Reaktanznetzwerk nicht in einem ihrer beiden Zustände vollständig entkoppelt wird. Ein nicht-idealer Schalter kann durch ein Ersatzschaltbild beschrieben werden, bei dem ein idealer Schalter in ein die parasitären Effekte modellierendes Netzwerk eingebettet ist. Faßt man diese Netzwerke als Teil des Reaktanznetzwerkes auf, ergeben sich innere Tore des Reaktanznetzwerkes, welche mit idealen Schaltern beschaltet sind. Eine Umschaltung der Übertragungsrichtung bei konstanter Richtung des Vormagnetisierungsfeldes H&sub0; läßt sich erreichen, wenn bei Serienschaltung von Reaktanznetzwerk 1 und Wellenleitern 3 das aus Reaktanznetzwerk 1 und elektronischen Schaltern 2 zusammengesetzte Netzwerk bei Gleichtakt-Anregung seiner Tore zwei Eingangsreaktanzen bildet, deren Differenz ein anderes Vorzeichen besitzt als die Differenz der entsprechenden Reaktanzen, welche sich bei Anregung mit einem Drehsystem ergeben. Im Fall der Serienschaltung von Reaktanznetzwerk 1 und Wellenleitern 3 muß das aus Reaktanznetzwerk 1 und elektronischen Schaltern 2 zusammengesetzte Netzwerk bei Gleichtakt-Anregung seiner Tore zwei Eingangssuszeptanzen bilden, deren Differenz ein anderes Vorzeichen besitzt als die Differenz der entsprechenden, bei Anregung mit einem Drehsystem gebildeten Suszeptanzen. Zur Erläuterung dieses Sachverhalts soll kurz auf die Netzwerktheorie von Verzweigungszirkulatoren eingegangen werden. Ein drehsymmetrisches, ansonsten beliebiges Mikrowellen-Dreitor besitzt eine Streumatrix der Form Eine Streumatrix dieser Form besitzt drei Eigenvektoren, die sich als Gleichtakt-Anregung, d. h. Anregung aller Tore mit Wellen gleicher Amplitude und Phasenlage, und als links- und rechtsdrehende Anregung der Tore (Drehsysteme) mit jeweils +120° bzw. -120° Phasenverschiebung an aufeinanderfolgenden Toren auffassen lassen. Bei Anlegen einer dieser Eigenanregungen überträgt das Dreitor keine Leistung, sondern zeigt an allen Toren eine einheitliche, dem zugehörigen Eigenwert entsprechende Eingangsadmittanz. Bei Anregung nur eines Tores und reflexionsfreiem Abschluß der anderen ergibt sich als normierte Eingangsadmittanz (s. EuMC Nürnberg 1983, pp 803ff): wobei Y&sub0; die Gleichtaktadmittanz ist und Y[+] die bei linksdrehender, Y[-] die bei rechtsdrehender Anregung auftretende Eingangsadmittanz bezeichnet. Das Dreitor stellt einen idealen Zirkulator dar, wenn alle Tore reflexionsfrei angepaßt sind, d. h. Y[in]=1. Aus dieser Zirkulationsbedingung lassen sich die erforderlichen Beziehungen zwischen den Eigenadmittanzen ableiten, welche für den Fall eines als verlustlos angenommenen Zirkulators in Fig. 2 dargestellt sind. Die Eigenadmittanzen sind in diesem Fall rein imaginär, d. h. Y[i]=jB[i]. In Fig. 2 sind die Suszeptanzen B[+] und B[-] in Abhängigkeit von B&sub0; dargestellt. Man erkennt, daß zu jedem B&sub0; genau ein Paar von zu den Drehsystemen gehörenden Eingangssuszeptanzen existiert. Die Zuordnung der Kurven zu den beiden Drehsystemen bestimmt dabei die Zirkulationsrichtung. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht nun darin, durch geeignet gewählte, an den äußeren Toren des Zirkulators parallelgeschaltete Suszeptanzen die jeweils andere Zuordnung der Kurven zu den Drehsystemen herbeizuführen. Solche Suszeptanzen können durch ein reziprokes, drehsymmetrisches Reaktanznetzwerk gebildet werden, welches zumindest in einem der beiden Schaltzustände mit allen Zirkulatoren verbunden ist. Ein solches Netzwerk besitzt nämlich im allgemeinen verschiedene Eigensuszeptanzen für Gleichtakt- und Dreh- Anregungen, was sich physikalisch aus der Anregung verschiedener Feldkonfigurationen ergibt. Wegen der Reziprozität sind die zum linksdrehenden und rechtsdrehenden System gehörenden Eingangssuszeptanzen jedoch identisch. In Fig. 2 sind die zu dem für einen ersten Schaltzustand vorgegebenen B&sub0; gehörenden Werte von B[+] und B[-] eingetragen. Eine Umschaltung der Zirkulationseinrichtung mit Hilfe eines reziproken Reaktanznetzwerkes erfordert, daß sich B[+] und B[-] um gleiche Beträge und in gleicher Richtung ändern. Wie man erkennt, gibt es dafür zwei Lösungen, nämlich bei B&min;&sub0; und bei B&sec;&sub0;, wo die Kurven den selben vertikalen Abstand besitzen wie im ersten Schaltzustand. Geometrisch liegen zusammengehörende Arbeitspunkte immer auf den Eckpunkten eines Parallelogramms mit vertikalen Seiten. Einige direkt aus Fig. 2 erkennbare Zusammenhänge sollen hier kurz zusammengefaßt werden. Im Bereich zwischen den bei ±1/ SQRT liegenden Polen haben die Kurven ihren minimalen vertikalen Abstand von 2/ SQRT bei B&sub0;=0. Außerhalb dieses Bereichs wird dieser Abstand gerade bei B&sub0;=±1 unterschritten und strebt dann für |B&sub0;|->infty gegen den Grenzwert 2/ SQRT . Lösungen für die Schaltbedingung findet man daher nur im Bereich -1 < B&sub0; < 1, d. h. in der linken Reflexionsfaktor-Halbebene. Die Steigung der nicht-vertikalen Parallelogrammseiten ist immer negativ, d. h. das Reaktanznetzwerk muß eine bei Anregung mit einem Drehsystem wirksame Suszeptanz von zur Gleichaktsuszeptanz entgegengesetztem Vorzeichen aufweisen. Die bisher angestellten Überlegungen gelten in gleicher Weise im dualen Fall, d. h. für die Eigenreaktanzen der beteiligten Netzwerke und bei Serienschaltung des Reaktanznetzwerkes 2 mit den Wellenleitern 3. Die Eingangsimpedanz hängt nämlich in formal identischer Weise von den Eigenimpedanzen ab wie die Eingangsadmittanz von den Eigenadmittanzen. Eine wesentliche Vereinfachung für den Entwurf des erfindungsgemäßen Schaltzirkulators ergibt sich, wenn die elektronischen Schalter 2 das Reaktanznetzwerk 1 in einem Schaltzustand des Zirkulators möglichst gut entkoppeln. Dann kann der innere Zirkulatorteil 4 nach bekannten Verfahren entworfen und dimensioniert werden, oder man kann sogar auf fertige Entwürfe zurückgreifen. Im zweiten Entwurfsschritt kann über den Ort der Ankopplung des Reaktanznetzwerkes 2 an die Wellenleiter 3 noch die zu diesem Schaltzustand gehörende Gleichtaktsuszeptanz bzw. -reaktanz gewählt werden, um ein mit der vorgesehenen Form des Reaktanznetzwerkes 2 realisierbares Verhältnis der Eigensuszeptanzen zu erreichen. Im folgenden sollen die Realisierungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Schaltzirkulators anhand von Ausführungsbeispielen in verschiedenen Wellenleitertechniken näher erläutert werden. Bei dem in Fig. 3 in der Aufsicht dargestellten elektronisch schaltbaren Microstrip-Zirkulator wird das Reaktanznetzwerk durch einen in die ansonsten ganzflächige Metallisierung des Substrates 5 geätzten Schlitz 6 gebildet. Der innere Zirkulatorteil 4 besteht in bekannter Weise aus einem vormagnetisierten Ferritresonator 7, welcher sich zwischen einer mit den Microstripleitungen 3a verbundenen Metallisierungsfläche 8 und einer mit der Rückseitenmetallisierung verbundenen Metallwand befindet. Die Spannung einer auf einer der Microstripleitungen 3a, z. B. von Tor A aus, einfallenden Welle teilt sich an der durch den Schlitz im Verlauf der Masseelektrode gebildeten Diskontinuität auf die weiterführende Microstripleitung und den Schlitz auf, indem dadurch ein parallel zum Substrat orientiertes elektrisches Feld angeregt wird. Die links und rechts von der Microstripleitung liegenden Schlitzleitungs-Eingänge erscheinen daher einander parallelgeschaltet und in Serie zum Eingang des inneren Zirkulatorteils 4. Sie können durch die mittig zu den Microstripleitungen 3a angeordneten elektronischen Schalter 2&min; kurzgeschlossen werden, welche vorteilhaft aus Halbleiterdioden, beispielsweise pin-Dioden, gebildet werden können. Die Schaltspannung kann dann in einfacher Weise über die vom Schlitz 6 abgetrennte Metallisierungsfläche zugeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß die sich auf den Microstripleitungen ausbreitende Quasi-TEM-Welle im durchgeschalteten Zustand der elektronischen Schalter 2&min; durch den Schlitz kaum gestört wird, auch wenn diese, z. B. bei Verwendung von pin-Dioden in beam-lead-Bauweise, viel schmaler sind als die Microstripleitung 3a. Im offenen Zustand der elektronischen Schalter 2&min; (z. B. bei in Sperrrichtung vorgespannten pin-Dioden) ergibt sich folgende Situation: Werden die Tore A, B und C im Gleichtakt angeregt, laufen auf der Schlitzleitung 6 von allen Microstrip-Schlitzleitungs-Übergängen aus gleichphasige Wellen in Umfangsrichtung und treffen jeweils in der Mittelebene zwischen zwei Übergängen aufeinander. Dort werden sie wie an einem idealen Schlitzleitungs-Leerlauf reflektiert. Die Gleichtakt-Impedanz des Reaktornetzwerkes entspricht somit dem Eingangswiderstand einer leerlaufenden Stichleitung mit dem halben Wellenwiderstand und einer Länge von ¹/&sub6; des Umfanges des Schlitzringes. rende Microstripleitung und den Schlitz auf, indem dadurch ein parallel zum Substrat orientiertes elektrisches Feld angeregt wird. Die links und rechts von der Microstripleitung liegenden Schlitzleitungs-Eingänge erscheinen daher einander parallelgeschaltet und in Serie zum Eingang des inneren Zirkulatorteils 4. Sie können durch die mittig zu den Microstripleitungen 3a angeordneten elektronischen Schalter 2&min; kurzgeschlossen werden, welche vorteilhaft aus Halbleiterdioden, beispielsweise pin-Dioden, gebildet werden können. Die Schaltspannung kann dann in einfacher Weise über die vom Schlitz 6 abgetrennte Metallisierungsfläche zugeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß die sich auf den Microstripleitungen ausbreitende Quasi-TEM-Welle im durchgeschalteten Zustand der elektronischen Schalter 2&min; durch den Schlitz kaum gestört wird, auch wenn diese, z. B. bei Verwendung von pin-Dioden in beam-lead-Bauweise, viel schmaler sind als die Microstripleitung 3a. Im offenen Zustand der elektronischen Schalter 2&min; (z. B. bei in Sperrichtung vorgespannten pin-Dioden) ergibt sich folgende Situation: Werden die Tore A, B und C im Gleichtakt angeregt, laufen auf der Schlitzleitung 6 von allen Microstrip-Schlitzleitungs-Übergängen aus gleichphasige Wellen in Umfangsrichtung und treffen jeweils in der Mittelebene zwischen zwei Übergängen aufeinander. Dort werden sie wie an einem idealen Schlitzleitungs-Leerlauf reflektiert. Die Gleichtakt-Impedanz des Reaktornetzwerkes entspricht somit dem Eingangswiderstand einer leerlaufenden Stichleitung mit dem halben Wellenwiderstand und einer Länge von ¹/&sub6; des Umfanges des Schlitzringes. Bei Anregung der Tore mit einem Drehsystem werden die Eingänge jedes Schlitzleitungsdrittels mit einer Phasenverschiebung von 120° angeregt. Dies entspricht einer gemischten Anregung des Schlitzleitungsdrittels aus Gleichtakt- und Gegentaktanteilen. Die zugehörige Eigenimpedanz entspricht nun der Parallelschaltung einer am Ende kurzgeschlossenen Stichleitung mit ²/&sub3; des Wellenwiderstandes der Schlitzleitung und einer leerlaufenden Leitung mit dem doppelten Wellenwiderstand. Beide Leitungen haben eine Länge von ¹/&sub6; des Umfangs. Durch geeignete Wahl des Schlitzleitungsumfangs kann also nahezu jede Kombination von Eigenreaktanzen eingestellt werden. Eine zweite vorteilhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Microstrip- Zirkulators ist in Fig. 4 dargestellt. Hier wird ein einseitig planarer Aufbau dadurch erreicht, daß das Reaktanznetzwerk durch bogenförmige Streifenleitungen 9 gebildet wird. Diese können durch elektronische Schalter 2&min; untereinander und mit den zuführenden Microstripleitungen 3a verbunden werden. Die Eingangsreaktanzen der Ringsegmente erscheinen dann den Toren des inneren Zirkulatorteils parallel geschaltet. Im übrigen verhalten sie sich genauso wie die Eingangsreaktanzen des ringförmigen Schlitzes 6 in Fig. 3. Die Schaltspannung kann den elektronischen Schaltern 2&min; beispielsweise über Bonddrähte 10 zugeführt werde, welche Verbindung zu einem planaren Tiefpaßfilter 11 haben. Darf kein Gleichstrom durch die äußere Beschaltung des Zirkulators fließen, muß eine zusätzliche Stromrückführung, beispielsweise eine über eine hochohmige Microstripleitung an einem Zirkulatorarm angeschlossene Durchkontaktierung vorgesehen werden. Ein elektronisch schaltbarer Zirkulator in H-Ebenen-Hohlleitertechnik ist in Fig. 5a im Querschnitt dargestellt. Ein auf einer Transformationsstufe 12 in der Verzweigungsmitte angeordneter Ferrit-Resonator 7 befindet sich unterhalb der Stirnfläche des Innenleiters 13 einer koaxialen Stichleitung 14. Außen- und Innenleiter der Koaxialleitung sind erfindungsgemäß so gewählt, daß neben der TEM-Grundwelle auch die H&sub1;&sub1;-Welle gerade ausbreitungsfähig ist. Die Feldverteilungen dieser beiden Eigenwellen im Querschnitt der Koaxialleitungen sind in Fig. 5b dargestellt. Ihre Länge bis zum Anfang des koaxialen Tiefpaßfilters 15, welches für die Hochfrequenz einen Kurzschluß darstellt, ist etwas länger als R der Freiraumwellenlänge, so daß die Eingangsreaktanz bei Gleichtaktanregung kapazitiv ist. Gleichzeitig ist die Eingangsreaktanz für drehende Anregungen des Zirkulators induktiv, da hierbei die H&sub1;&sub1;-Welle angeregt wird. Aufgrund der für die Eigenwelle wirksamen Hohlleiterdispersion ist die Wellenlänge stark vergrößert und demzufolge die elektrisch wirksame Länge der Stichleitung 14 verkürzt. Die Stichleitung kann eingangsseitig vorzugsweise durch drei auf einer Platine 16 aus isolierendem Substratmaterial angebrachte pin-Dioden 2&min; für beide angeregten Eigenwellen wirksam kurzgeschlossen werden. Die Dioden überbrücken dabei einen in die Platinenmetallisierung eingelassenen Koppelschlitz 17. In diesem Zustand arbeitet der Zirkulator in zu herkömmlichen H-Ebenen-Hohlleiter-Zirkulatoren analoger Weise. Werden die pin-Dioden 2&min; durch die Steuerspannungsquelle U[s] in Sperrichtung vorgespannt, geben sie die koaxiale Stichleitung 14 frei. Für eine in eines der Zirkulatortore, beispielsweise Tor A, einfallende Hohlleiter-Grundwelle (H&sub1;&sub0;-Welle) erscheint nun der Eingangswiderstand der Stichleitung 14 in Serie zum Ferrit, da die Einkopplung in diesen überwiegend über dessen Stirnfläche erfolgt. Bei Anregung der Zirkulatortore im Gleichtakt oder mit einem Drehsystem ist die Stichleitung in gleicher Weise angekoppelt. Dem von der Peripherie des Ferrit-Resonators bis zum Koppelschlitz 17 transformierten Gleichtakt-Eigenwert des inneren Zirkulatorteils wird damit eine kapazitative, den entsprechend transformierten übrigen Eigenwerten eine induktive Reaktanz in Serie geschaltet. Wie Messungen ergeben haben, wird bei richtiger Einstellung der geometrischen Parameter hierdurch ein Austausch des Gleichtakt- Eigenwertes der Zirkulator-Streumatrix mit demjenigen zu einer Drehanregung gehörenden Eigenwert bewirkt, der von der zirkular polarisierten E[11d]-Eigenschwingung des Ferrits 7 mit der niedrigen Resonanzfrequenz herrührt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Innenleiter 13 mit einem über die Hohlleiterwand 19 hinausragenden Ende 18 zu versehen. Ebenfalls von Vorteil ist die Verwendung einer dielektrischen Scheibe 20 zwischen Ferrit-Resonator 7 und Innenleiterende 18. Beide Maßnahmen führen zu einer verstärkten Ankopplung der Stichleitung, was sich günstig auf die nutzbare Bandbreite auswirkt. Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung eines elektronisch schaltbaren Finleitungszirkulators. Der Ferrit-Resonator 7 wird in aus der DE 32 13 831 bekannter Weise durch etwa tangential zu seiner Peripherie verlaufende Finleitungsschlitze 21 angeregt. Auf der im rechten Teil der Figur dargestellten, dem Ferrit-Resonator 7 abgewandten Unterseite des Substrats 5&min; ist eine sternfömige, drehsymmetrische Anordnung von miteinander verbundenen Streifenleitungen 22 angebracht. Diese haben offene Enden, die etwa an den dem Mittelpunkt der Anordnung näheren Längskanten der zuführenden Schlitze 3b enden. Durch elektronische Schalter 2&min; können sie mit metallisierten Flächen 23 verbunden werden, welche für die Hochfrequenz mit den äußeren Längskanten der Schlitze 3b verbunden sind. Dies kann z. B. in einfacher Weise über das Hohlleitergehäuse geschehen, da die Schlitze 3b in den zuführenden Hohlleiterarmen weit außerhalb der Mitte verlaufen. Die Schaltspannung kann den elektronischen Schaltern 2&min; über ein integriertes planares Tiefpaßfilter 11&min; zugeführt werden. Anspruch[de] 1. 1. Zirkulator mit umschaltbarer Übertragungsrichtung für den Mikro- und Millimeterwellenbereich mit wenigstens einem im Mittelpunkt einer drehsymmetrischen Wellenleiterverzweigung angebrachten und in Richtung seiner Achse vormagnetisierten zylindrischen Resonator (7) aus gyromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung bei gleichbleibender Richtung des Vormagnetisierungsfeldes (H&sub0;) durch elektronische Schalter (2) im Hochfrequenzkreis erfolgt, welche eine Vertauschung der Reihenfolge von zwei Eigenwerten der Zirkulator-Streumatrix in der komplexen Reflexions- Ebene bewirken, indem sie ein drehsymmetrisches, reziprokes Reaktanznetzwerk (1), das zumindest in einem der beiden Schaltzustände mit allen Zirkulatortoren in gleichem Abstand vom Zentrum der Wellenleiterverzweigung verbunden ist, indem es den dem Resonator vorgeschalteten Wellenleitern (3) entweder in Serie geschaltet und so bemessen ist, daß das aus Reaktanznetzwerk (1) und Schaltern (2) zusammengesetzte Netzwerk bei Gleichtakt-Anregung seiner Tore zwei Eingangsreaktanzen bildet, deren Differenz ein anderes Vorzeichen besitzt als die Differenz der entsprechenden Reaktanzen bei Anregung mit einem Drehsystem oder parallel geschaltet und so bemessen ist, daß eine gleichlautende Bedingung für die entsprechenden Eingangssuszeptanzen erfüllt ist, abhängig von ihrem Zustand mit den Zirkulatortoren verbinden oder an zusätzlichen inneren Toren umschalten. 2. 2. Zirkulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormagnetisierungsfeld (H&sub0;) zeitlich konstant ist und das Reaktanznetzwerk (1) im Falle der Serienschaltung so bemessen ist, daß es in Verbindung mit den elektronischen Schaltern (2) bei Gleichtaktanregung zwei Eingangsreaktanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach nicht größer als das 2/ SQRT -fache des Bezugswiderstandes Z&sub0; ist, und deren Summe mit der Gleichtakt-Eingangsreaktanz des inneren Zirkulatorteils (4) jeweils dem Betrage nach höchstens gleich Z&sub0; ist, sowie bei Anregung mit einem Drehsystem zwei Eingangsreaktanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach mindestens 2/ SQRT Z&sub0; ist, und deren Summen mit den Eingangsreaktanzen des inneren Zirkulatorteils bei linksdrehender und bei rechtsdrehender Anregung jeweils dem Betrage nach mindestens Z&sub0;/(2+ SQRT sind, im Falle der Parallelschaltung jedoch so bemessen ist, daß es in Verbindung mit den elektronischen Schaltern (2) bei Gleichtaktanregung zwei Eingangssuszeptanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach nicht größer als 2/( SQRT Z&sub0;) ist und deren Summe mit der Gleichtakt-Eingangssuszeptanz des inneren Zirkulatorteils (4) jeweils dem Betrage nach höchstens gleich 1/Z&sub0; ist, sowie bei Anregung mit einem Drehsystem zwei Eingangssuszeptanzen darstellt, deren Differenz dem Betrage nach mindestens 2/( SQRT Z&sub0;) ist und deren Summen mit den Eingangssuszeptanzen des inneren Zirkulatorteils (4) bei linksdrehender und bei rechtsdrehender Anregung jeweils dem Betrage nach mindestens 1/((2+ SQRT Z&sub0;) sind. 3. 3. Zirkulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tore des Reaktanznetzwerkes (1) durch elektronische Schalter (2) überbrückt und in einem räumlichen Abstand vom Resonator in Serie zu den auf diesen zuführenden Wellenleitern (3) geschaltet sind, in welchem eine der beiden bei linksdrehender bzw. bei rechtsdrehender Anregung wirksamen Eingangsimpedanzen des inneren Zirkulatorteils (4) etwa einen Leerlauf darstellt, wobei die Beträge der bei Gleichtaktanregung bzw. bei Anregung durch ein Drehsystem durch das Reaktanznetzwerk gebildeten Eingangsreaktanzen auf ungefähr übereinstimmende Werte von etwa 2/( SQRT Z&sub0;) eingestellt sind. 4. 4. Zirkulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da die Tore des Reaktanznetzwerkes (1) in einem räumlichen Abstand vom Resonator den auf diesen zuführenden Wellenleitern (3) über elektronische Schalter (2) parallel geschaltet sind, in welchem eine der beiden bei linksdrehender bzw. bei rechtsdrehender Anregung wirksamen Eingangsimpendanzen des inneren Zirkulatorteils (4) etwa einen Kurzschluß darstellt, wobei die Beträge der bei Gleichtaktanregung bzw. bei Anregung durch ein Drehsystem durch das Reaktanznetzwerk gebildeten Eingangsreaktanzen auf ungefähr übereinstimmende Werte von etwa SQRT /2 Z&sub0; eingestellt sind. 5. 5. Zirkulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktanznetzwerk (1) aus drehsymmetrisch in Ringform (6, 9) angeordneten identischen reziproken Wellenleiter-Zweitoren besteht, welche durch elektronische Schalter (2&min;) wahlweise mit den Toren eines inneren Zirkulatorteils (4) verbunden werden können. 6. 6. Zirkulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktanznetzwerk (1) aus einer drehsymmetrischen sternförmigen Zusammenschaltung identischer reziproker Wellenleiter-Zweitore (22) besteht, die mindestens eine der Zirkulatortorzahl entsprechende Zahl von freien Toren besitzt, welche durch elektronische Schalter (2&min;) wahlweise mit den Toren eines inneren Zirkulatorteils (4&min;) verbunden werden können. 7. 7. Zirkulator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktanznetzwerk (1) aus einer konzentrisch zur Verzweigungsachse angeordneten koaxialen Stichleitung (14) drehsymmetrischen Querschnitts gebildet wird, auf welcher durch geeignete Wahl von Innen- und Außenleiterabmessungen neben der bei Gleichtakt- Anregung des Zirkulators angeregten TEM-Grundwelle noch mindestens eine winkelabhängige, bei Anregung des Zirkulators mit einem Drehsystem angeregte Eigenwelle, vorzugsweise die H&sub1;&sub1;-Welle, wenigstens annähernd ausbreitungsfähig ist und bezüglich derer sie eine abweichende elektrisch wirksame Länge oder einen abweichenden Wellenwiderstand oder beides besitzt, und welche durch drehsymmetrisch zu ihrer Achse in einer Querschnittsebene zwischen Außen- und Innenleiter (13) angeordnete elektronische Schalter (2&min;) überbrückt werden kann. 8. 8. Zirkulator in Microstriptechnik mit einem scheibenförmigen Ferrit-Resonator (7) zwischen einer mit der die zuführenden Microstripleitungen tragenden Seite eines scheibenförmigen isolierenden Substrats (5) gegenüberliegenden großflächigen Metallisierung verbundenen metallisch leitenden Oberfläche und einer drehsymmetrischen Metallisierung (8), in welche die zuführenden Microstripleitungen (3a) einmünden, nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der die Microstripleitungen (3a) tragende Substratseite gegenüberliegende Seite zumindest teilweise schlitzförmige, zur Ferrit- Resonator-Achse drehsymmetrisch angeordnete Ausnehmungen (6) enthält, welche eine in sich zusammenhängende Metallisierungsfläche von der übrigen Metallisierung abteilen und durch drehsymmetrisch zur selben Achse angeordnete elektronische Schalter (2&min;) überbrückt werden können. 9. 9. Zirkulator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Ausnehmungen (6) einen kreis- oder dreiecksähnlichen geschlossenen Ring bilden, welcher durch jeweils mindestens einen etwa gegenüber einer zuführenden Microstripleitung angeordneten elektronischen Schalter (2&min;) überbrückt werden kann. 10. 10. Zirkulator in Microstriptechnik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der die zuführenden Microstripleitungen (3a) tragenden Substratseite drehsymmetrisch angeordnete, jeweils im Winkelbereich zwischen jenen positionierte, zumindest teilweise streifenförmige metallisierte Flächen (9) angebracht sind, welche durch elektronische Schalter (2&min;) mit den zuführenden Microstripleitungen (3a) und untereinander verbunden werden können. 11. 11. Zirkulator in H-Ebenen-Hohlleitertechnik mit einen Teil der Hohlleiterhöhe ausfüllendem Ferrit-Resonator (7), nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Stichleitung (14) in die der Ferrit-Resonator-Stirnfläche gegenüberliegende Hohlleiterwand (19) eingelassen ist und vorzugsweise einen über die Hohlleiterwand (19) hinaus in den Hohlleiter ragenden Innenleiter (13, 18), sowie in einer der Ebene der Hohleiterwand nahen Querschnittsebene angeordnete elektronische Schalter (2&min;) besitzt. 12. 12. Zirkulator in Finleitungstechnik mit einem scheibenförmigen, zwischen zwei metallisch leitenden Flächen positionierten Ferrit-Resonator (7) und zumindest überwiegend außerhalb der Resonatorperipherie verlaufenden Schlitzen (21), nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Ferrit-Resonator abgewandten Substratseite drehsymmetrisch angeordnete, in einem die Resonatorachse enthaltenden Bereich miteinander verbundene, vorzugsweise streifenförmige Metallisierungsflächen (22) angebracht sind, welche etwa an den der Resonatorachse näheren Längskanten der Schlitze (21, 3b) enden und durch elektronische Schalter (2&min;) mit metallisierten Flächen (23) verbunden werden können, die sich außerhalb des durch die Schlitze (21, 3b) eingerahmten Bereichs befinden. 13. 13. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß den Zirkulatoren (A, B, C) verlustarme Zweitore vorgeschaltet sind, welche einen gegensinnigen Einfluß auf die Frequenzlage und/oder die Breite der nutzbaren Betriebsbänder der beiden Schaltzustände ausüben und so eine verbesserte Übereinstimmung bewirken. 14. 14. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter (2, 2&min;) durch Halbleiter-Zweipole gebildet sind. 15. 15. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter (2) Halbleiter Elemente mit getrenntem Steuereingang sind. 16. 16. Zirkulator nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Elemente (2, 2&min;) durch eine von außen angelegte Spannung gesteuert werden. 17. 17. Zirkulator nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Elemente (2, 2&min;) optoelektronisch durch Lichtsignale gesteuert werden. 18. 18. Zirkulator nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiter-Elemente (2, 2&min;) durch einen Teil der einfallenden Hochfrequenzenergie gesteuert werden und so eine automatische leistungsabhängige Umschaltung der Übertragungsrichtung bewirken. IPC A Täglicher Lebensbedarf B Arbeitsverfahren; Transportieren C Chemie; Hüttenwesen D Textilien; Papier E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen G Physik H Elektrotechnik Anmelder Datum Patentrecherche ____________________ suche Patent Zeichnungen (PDF) Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com