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Einrichtung zum Senden und Empfangen von Mikrowellen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Senden und Empfangen von Mikrowellen, wobei die Polarisationsebene der empfangenen Welle senkrecht zu derjenigen der gesendeten Welle steht und mit einem Richtungskoppler die gesamte empfangene und ein Teil der gesendeten Energie in den Empfänger geleitet wird.
Derartige Einrichtungen finden bei allen Entfernungsmessgeräten, die mit ungedämpften Wellen arbeiten, Anwendung, wobei in jedem Endpunkt der zu messenden Strecke ein Sendeempfangsgerät aufgestellt ist und aus der distanzbedingten Phasenlage der Wellen die Distanz selbst bestimmt wird.
Der Richtungskoppler muss derart ausgebildet sein, dass die gesamte empfangene Energie in den Empfänger geführt wird. Zur Bestimmung der Phasenlage muss aber dem Empfänger zusätzlich noch ein Teil der gesendeten Energie zugeführt werden.
Jede Antennenanlage weist unstetige Stellen auf, an denen ein Teil der gesendeten Energie reflektiert wird. Wieder ein Teil der reflektierten Energie wird dem Empfänger zugeführt, Es ist leicht einzusehen, dass dies zu Fehlmessungen führt.
Mit der Erfindung wird bei einer eingangs beschriebenen Einrichtung dieser Nachteil behoben, indem eine an sich bekannte, zwischen dem Richtungskoppler und dem Antennenstrahler angeordnete Wellenabsorptionsvorrichtung vorgesehen ist, deren Widerstandsplatte derart dimensioniert und angeordnet ist, dass die Polarisationsebene der in der Antenne reflektierten Welle senkrecht zur Auskopplungsrichtung zu stehen kommt.
An Hand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung für die Verwendung in einer Distanzmessanlage mit zwei gegenüberliegendenSende-Empfangs-Geräten näher erläutert, wobei die Fig. 1 und 2 einen geeigneten Richtungskoppler für Hohlleiteranordnungen mit der Wellenabsorptionsvorrichtung und Fig. 3 schematisch eine Mikrowellenleitung unter Verwendung des Richtungskopplers darstellen. Fig. 4 zeigt zwei mögliche Lagen der Polarisationsebenen zueinander.
Als Richtungskoppler wird beispielsweise eine Ausführung gemäss den Fig. 1 und 2 verwendet. Er besteht aus einem Hohlleiter 1 mit kreisförmigem Querschnitt, einem Übergangsstück 2 als Transfor- mationsglied. einem rechteckigen Hohlleiter 3 und einem sekundären rechteckigen Hohlleiter 4, der am Anfang des Übergangsstückes 2 eingesetzt ist. Die Polarisationsebenen der sich in den rechteckigen
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und 4 fortpflanzenden Wellen stehen senkrecht zueinander. Am Ende des Hohlleiters 1ist ein weiterer Hohlleiter 5 mit kreisförmigemQuerschnitt befestigt, in dem eine Widerstandskarte 6 als Wellenabsorptionsvorrichtung eingelegt ist. In Fig. l ist die Lage der Widerstandskarte 6 strichpunktiert eingezeichnet, da sie in der Schnittfigur nicht ersichtlich ist.
In Fig. l ist die Lage des sekundären Hohlleiters 4 bezüglich des Hohlleiters 3 deutlich gezeigt.
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Winkel rp, den die dargestellten Hauptachsen der rechteckigen Hohlleiter 3 und 4der gesendeten Energie aus dem Hohlleiter 3 in den sekundären Hohlleiter 4 gelangt. Die im Hohlleiter 4 geleitete Energie E'setzt sich betragsmässig wie folgt zusammen :
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<tb>
<tb> Sendeenergie: <SEP> E'S=ES <SEP> sin2 <SEP> #
<tb> Empfangsenergie <SEP> : <SEP> E'E=EE <SEP> cos2#.
<tb>
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3 ist eine Sende-Empfangs-Anlage schematisch dargestellt. DemHohlraumresonatorüber die Leitung 16 eine Modulationsspannung zuge führt. Ein Hohlleiter 18 führt vom Hohlraum- resonator 11 auf einen Richtungskoppler 12, von dem zwei Hohlleiter 19 und 20 abzweigen.
Die
Hohlleiter 18, 19 und 20 entsprechen den Hohlleitern 3, 1 und 4 in den Fig.1 und 2. Der Hohl- leiter 20 führt auf eine Mischstufe 15, die über die Leitung 17 mit dem. Zwischenfrequenzver- stärker des nicht dargestellten Empfängers verbunden ist. Der Hohlleiter 19 führt auf eine Wellenabsorptionsvorrichtung 13, die über den Hohlleiter 21 mit der Antenne 14 verbunden ist.
Die Wellenabsorptionsvorrichtung 13 ist derart bemessen und eingefügt, dass sie die Polarisations- ebsnen um einen Meinen Winkel e dreht. Dieser Winkel # ist in Abhängigkeit vom Winkel # des Richtungskopplers 12 so zu bemessen, dass die Polarisationsebene von Reflexionen der gesendeten Welle aus demHohlleiter 19 senkrecht zur Auskopplungsrichtung des Hohlleiters 20 stehen. Beispielsweise kann eine Widerstandskarte als Wellenabsorptionseinrichtung verwendet werden.
Die Polarisationsebene SK der vom Hohlraumresonator 11 gelieferten Welle ist, wie in Fig. 4a gezeigt, um 450 gegenüber den Koordinatenachsen gedreht. Der Winkel cp des Richtungskopplers sei 7, f, o. Die als Wellenabsorptionsvorrichtung 13 dienende Widerstandskarte WK liege in Richtung der Ordinate. Die Polarisationsebene SK erfährt durch die Widerstandskarte WK eine Drehung im Uhrzeigersinn um den Winkel e, und die Welle schwingt hernach in der Polarisationsebene SA. Die Polarisation-ebene R1 der in der Antenne 14 entstehenden Reflexionen liegt imHohlleiter 21 parallel zur Polarisationsebene SA. Die empfangene Welle schwingt in der Polarisationsebene EA, die bezüglich der Ordinate symmetrisch zur Polarisationsebene SA liegt.
Durch die Widerstandskarte WK in der Wellenabsorptionsvorrichtung 13 wird nun die Polarisationsebene EA der empfangenen Welle im Gegenuhrzeigersinn und die Polarisationsebene Rl der Re- flexionen im Uhrzeigersinn um den Winkel e gedreht. Somit schwingt die empfangene Welle in der Polarisationsebene ER und die reflektierte Welle in der Polarisationsebene R2. Bei der gezeichneten Lage derAuskppplungsrichtung AR wird somit der Anteil Ep. cos2 ( + 2e) der empfangenen Energie und der Anteil ES = sin2 der gesendeten Energie ausgekoppelt.
Der Winkel so der Auskopplungsrichtung beträgt gemäss der Annahme 7, 50 ; somit muss die Polari- sationsebene R1 der Reflexionen ebenfalls um 7, 50 gedreht werden. Da die Polarisationsebene SK durch die Wellenabsorptionsvorrichtung 13 um einen Winkel im Uhrzeigersinn und die Polarisa-
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WinkeDrehunginderWellenabsorptionsvorrichtung13wirddieserWinkelauf45 verkleinert, sodassdiePolarisationsebene SA der mit der Antenne 14 ausgestrahlten Welle beim gegenüberliegenden Empfänger ebenfallsmiteiner unter 450 geneigten Polarisationsebene EA eintrifft. In der Wellenabsorptionsvorrich- tung 13 erfährt diese Polarisationsebene EA eine Drehung um -3,75 , so dass die Polarisationsebene ER
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einen Winkel von 41, 250 mit der Abszisse einschliesst.
Die Polarisationsebene R1 der in der Antenne re-somit'7, 50 und der in die Mischstufe 15 geleitete Anteil beträgt für die gesendete Energie ES'=ES. sin2 (7,5 ) und für die empfangene Energie EE'=EE. cos2(7,5 ).