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Brückenanordnung für Mikrowellen
Die Erfindung betrifft eine Brückenanordnung für Mikrowellen, bestehend aus einem Eingangshohlrohr rechteckigen Querschnitts, welches sich in zwei Hohlrohre gleicher Breite, aber halber Höhe verzweigt, und einer im Verzweigungspunkt angebrachten Einkopplung einer vierten Zuführung. Derartige Brückenanordnungen sind bekannt.
Eine solche Brückenanordnung zeigt Fig. l. Das Eingangshohlrohr Bl hat das übliche Seitenverhältnis, d. h. die Höhe h zur Breite b verhalten sich wie 1 : 2. In der Ebene c - c verzweigt sich das Eingangshohlrohr in zwei Hohlrohre rechteckigen Querschnitts H 12 und H. Die Hohlrohre H und H13 Haben die gleiche Breite wie das Hohlrohr H1, aber nur die halbe Höhe an der Verzweigungsstelle, damit die Reihenschaltung der beiden Hohlrohre in der Ebene c - c die gleiche Impedanz hat wie das Hohlrohr H und die Anpassung erhalten bleibt.
Im Anschluss an die Verzweigungsstelle c-c erweitern sich die beiden Hohlrohre H 12 und Hls stetig und bilden dadurch ein Transformationsglied mit dem Transformationsverhältnis 2 : I, so dass an der Schnittstelle d - d die beiden Hohlrohre H,undH die gleichen Abmessungen haben wie das Eingangshohlrohr H1. Bei den bekannten Anordnungen ist der Innenteil J schneidenförmig ausgebildet, wobei die Schneide auf das Eingangsliohlrohr H 1 zeigt. In einem gewissen Abstand von der Schneide, dort wo der InnenteiL eine ausreichende Stärke hat, ist dieser zur Aufnahme einer Koaxialleitung4 durchbohrt, welche in eine Antenne A mündet. Diese Koaxialleitung bildet den vierten Brückenausgang 4. Die Teilleitungen H12 bzw.
H 13 werden bei Einspeisung vom Hohlrohr hoher im Gegentakt und bei Einspeisung von. der Leitung 4 her im Gleichtakt erregt. Bei reflexionsfreiem Abschluss der Leitungen H und Hg sind also H 1 und Hz völlig voneinander entkoppelt.
Ein Nachteil dieser Anordnung sind ihre grossen Abmessungen. Dies kommt daher, dass die Länge 1T des Transformators einige Wellenlängen betragen muss, wenn die Anpassung so gut und breitbandig sein soll, wie es bei modernen Breitband-Richtfunkgeräten verlangt wird. Ferner wird die Bauhöhe h etwa das Dreifache von h. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine andersartige Ausbildung der Brückenanordnung in folgenden drei Punkten :
1.
Erweitert sich das Eingangshohlrohr sprungartig auf beiden Seiten an der Verzweigungsstelle,
2. ist der Innenteil der Verzweigung stumpf ausgebildet und hat von vornherein die Breite, die zur Aufnahme der vierten Zuführung erforderlich ist,
3. ist der Innenteil der Verzweigung derart in Richtung auf die Hohlrohre halber Höhe verschoben, dass die durch die Sprungstelle entstehende Stossstelle kompensiert ist.
Durch den Wegfall der Transformationslänge IT und die damit verbundene Erweiterung derbeiden Leitungen H12 und H13 auf die volle Höhe ergibt sich eine sehr viel kleinere Brückenanordnung als bisher.
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DiegrössteHöhedererfindungsgemässenEinrichtungh,über der Erweiterung der Eingangsleitung H einen sehr guten und breitbandigen Abgleichherbeizuführen.
Eine exakte Berechnung des Abstandes d ist sehr schwierig. Diese Grösse lässt sich jedoch durch Versuch leicht bestimmen, wenn man die Verschiebung des Innenteiles so vornimmt, dass die Reflexion an der Erweiterung der Eingangsleitung H minimal wird. Im Frequenzbereich von 3,6 bis 4,2 GHz wurden
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<tb> :h <SEP> he <SEP> h22 <SEP> d
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<tb> 29 <SEP> 12 <SEP> 41 <SEP> 5,7
<tb> 14 <SEP> 12 <SEP> 26 <SEP> 3,9
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Fig. 2a stellt einen Schnitt durch eine nach der Erfindung aufgebaute Brücke dar, während Fig. 2b das zugehörige Ersatzschaltbild zeigt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. l, so dass hierauf verwiesen werden kann.
Mit der erfindungsgemässen Brückenanordnung lassen sich alle Schaltungen mit Brücken besonders gut verwirklichen. Als Beispiel ist in Fig. 3 eine Antennenweiche gezeigt, wie sie zum Zusammenschalten mehrerer Geräte an eine Antenne benutzt wird. Im vorliegenden Fall empfängt die Antenne die Empfangs-
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verschiebung um 180 gegeneinander und gelangen dadurch über die Antenne Al zur Leitung Lund in den Empfänger. Eingangswiderstand bei 1 und Ausgangswiderstand bei 2 bleiben konstant, so dass eine beliebige Anzahl solcher Glieder in Reihe geschaltet werden kann. Am Ausgang 2 werden die verbleibenden
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sentlich kleiner als die bisher bekannten Filter, welche die Elemente nach Fig. 1 benutzen.
In ähnlicher Weise lassen sich an Hand der Erfindung andere Anordnungen aufbauen, wie z. B. ein Brückenmischkopf mit Kristalldioden, wie er. in Mikrowellen-Empfängern üblich ist (Fig. 4). Die beiden umgekehrt gepolten Dedektoren sind unmittelbar in den flachen Hohlrohren H und Ha angebracht und impedanzmässig an die Leitung angepasst. Zum ersten Vorteil, dass die Brückenverzweigung besonders breitbandig ist, kommt hier der weitere Vorteil, dass die Anpassung der Detektoren an die flachen Hohlrohre ebenfalls breitbandiger möglich ist als bei Dete' < torköpfen mit dem höheren Hohlrohr.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Brückenancrdnung als Empfängereingangsfilter zeigt Fig. 5. Dieses Filter ist über das ganze Band von der Empfangsfrequenz bis zur Spiegelfrequenz
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1H", in welche je ein HohlrohrschwingkleisS'und S"eingebaut ist, die untereinander gleich ausgebildet, aber längs der Leitung um #/4 versetzt sind. Die Zweige H' und H" sind hinter den Filtern wieder zum Hohlrohr H a zusammengeführt. An den Verzweigungsstellen sind weiterhin die Antennen A 3 und A" ange - bracht, welche die Zweigleitungen H'u'1d H" nur im Gleichtakt erregen können. Die Antennen sind hier an koaxiale Leitungen La und L angeschlossen, welche zu den Brückenanschlüssen 3 und 4 führen.
Diese Anschlüsse sind im vorliegenden Fall reflexionsfrei durch Absorberwiderstände R abgeschlossen. Beispielsweise ist an die Klemme 1 die Antenne. an die Klemme 2 der Mischkreis angeschlossen. Die Filter sind so abgeglichen, dass in der Mitte des Sollbandes alle Energie durchgelassen wird. Da der Reflexionsfaktor K2 interessiert, denke man sich in 2 eine Einspeisung und betrachte die nach 2 reflektierte Energie.
In Bandmitte wird nichts reflektiert (Ka = 0). Entfernt man sich von der Bandmitte, so werden anS' und S" gewisse, untereinander gleiche Energien reflektiert, welche in Form von Wellen in H* und H" in Richtung H ; verlaufen. Durch die X/4-Versetzung von S'gegen S" erleiden diese beiden Wellen eine Phasendifferenz von 180 gegeneinander und kommen deshalb am Verzweigungspunkt im Gleichtakt an.
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können deshalb nicht nach Him Abschluss R reflexionsfrei vernichtet. Am Eingang 2 wirkt sich also die Reflexion nicht aus ; der Reflexionsfaktor K 2 bleb. unabhängig von der Frequenz gleich 0 bzw. sehr klein. Diese Eigenschaft gestattet es, zwischen Antenne und Mischkreis eine beliebige Spiegelselektion (bzw.
Selektion der Oszillatorausstrahlung) zu verwirklichen und gleichzeitig die Impedanzrückwirkung auf dem Mischkreis klein genug
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zu halten.
Es ist hier einbrückprifilter mit je einemSchwingkreis in den Zeigleitungen beschrieben. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, mehrkreisige Filter in H'und H" anzuordnen, wenn mehr Selektion ge- wünscht. wird. Im übrigen ist die Erfindung nicht beschränkt auf diese spezielle Ausführungsform der Brücke.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brückenanordnung für Mikrowellen, bestehend aus einem Eingangshohlrohr rechteckigen Querschnitts, welches sich in zwei Hohlrohre gleicher Breite aber halber Höhe verzweigt, und einer im Verzweigungspunkt angebrachtenEinkopplung einer vierten Zuführung, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- gangshoh1rohr sich a. nder VerzweigungssteUe sprungartig auf beiden Seiten erweitert und dass der Innentell der Verzweigung stumpf ausgebildet ist und die Breite hat, die zur Aufnahme der vierten Zuführung erforderlich ist, und dass dieser Innenteil derart in Richtung auf die Hohlrohre halber Höhe verschoben ist, dass die durch die Sprungstelle entstehende Stossstelle kompensiert ist.