Acoustic Two-Hole and Multi-Hole Directional Couplers

In this paper, the acoustic analogy of the electromagnetic directional couplers in the microwave frequency region is investigated both theoretically and experimentally. The acoustic two-hole and multi-hole directional couplers are constructed so as to operate for an air medium in the frequency region of 1000 Hz. These couplers take the form of two adjacent acoustic waveguides coupled together weakly by means of coupling tubes. It is shown that the measured values of directivity are in good agreement with those predicted by the theory. The two-hole coupler which provides good directivity at the design centre frequency is applied as a direct-reading apparatus, reflectometer, for measuring the reflection coefficients of absorbing materials. It is clarified by researches in cavity resonators that the reflectometer furnishes excellent properties concerning its simplicity of operation and accuracy.

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wird die akustische Analogie von elektromagnetischen Richtkopplern im Mikrowellenbereich theoretisch und experimentell untersucht. Die akustischen Zwei- und Mehrloch-Richtkoppler sind so konstruiert, daß sie für Luft als Medium im Frequenzbereich von etwa 1000 Hz arbeiten. Sie haben die Gestalt von zwei nebeneinanderliegenden akustischen Wellenleitern, welche weich durch Kopplungsrohren gekoppelt sind. Es wird gezeigt, daß die gemessenen Richtwerte in guter Übereinstimmung mit den theoretischen Vorhersagen stehen. Der Zweilochkoppler, welcher eine gute Richtwirkung bei der geplanten Mittenfrequenz aufweist, wird als Echtzeitreflektometer zur Messung des Reflexionsfaktors von Absorptionsmaterial angewandt. Es wird anhand von Untersuchungen in Hohlraumresonatoren gezeigt, daß das Reflektometer trotz seiner einfachen Wirkungsweise hervorragend funktioniert.

Sommaire

On a étudié, par la théorie et l'expérience, l'analogie acoustique des coupleurs directifs électromagnétiques aux fréquences des micro-ondes. On a construit des coupleurs directifs acoustiques à deux et à plusieurs trous pour fonctionner dans l'air au voisinage de 1000 Hz. Us sont formés de deux guides d'ondes acoustiques reunis par des tubes de couplage. Les valeurs mesurées pour la directivité sont en bon accord avec les valeurs prévues par la théorie. Le coupleur à deux trous, qui possède une bonne directivité à la fréquence centrale de sa bande de fonctionnement, a été appliqué à la réalisation d'un réflectomètre a lecture directe pour mesurer les coefficients de réflexion des matériaux absorbants. La simplicité de son fonctionnement et la précision de ses résultats sont les caractéristiques les plus importantes de ce nouveau réflectomètre.