DE1031382B

DE1031382B - Device in a waveguide for changing the direction of polarization

Info

Publication number: DE1031382B
Application number: DEN13542A
Authority: DE
Inventors: Frans Christiaan De Ronde
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1956-04-19
Filing date: 1957-04-16
Publication date: 1958-06-04
Also published as: GB850528A; FR1187658A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in einem Hohlleiter zur Änderung der Polarisationsrichtung von mit einer bestimmten Polarisationsrichtung zugeführten Wellen.The invention relates to a device in a waveguide for changing the polarization direction from with a certain polarization direction supplied waves.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind im Hohlleiter in einem gegenseitigen Abstand von einer Viertelwellenlänge ein Drahtgitter, bei dem die Richtung der Drähte einen Winkel zwischen 0 und 90° mit der Polarisationsrichtung der einfallenden Wellen einschließt, und ein Kolben angeordnet, und, ferner sind vor dem Drahtgitter, in der Richtung der einfallenden Wellen gesehen, Mittel angeordnet, durch die dem Wellenleiter vollständig die Wellenenergie entzogen wird, deren Polarisationsrichtung senkrecht zu der der einfallenden Wellen steht.In the device according to the invention are in the waveguide at a mutual distance from one Quarter-wavelength a wire mesh in which the direction of the wires is at an angle between 0 and 90 ° the direction of polarization of the incident waves includes, and a bulb arranged, and, further are arranged in front of the wire mesh, seen in the direction of the incident waves, means through which the wave energy is completely withdrawn from the waveguide, the polarization direction of which is perpendicular to that of the incoming waves.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich insl >esondere als regelbarer Phasendreher bzw. als regelbare Impedanz.The device according to the invention is particularly suitable as a controllable phase rotator or as a controllable one Impedance.

Es ist zu bemerken, daß eine Vorrichtung zum reflexionsfreien Abschluß eines Hohlleiters, bei der ein Drahtgitter und ein Kolben Anwendung finden und ferner vor dem Drahtgitter und gleichfalls zwischen dem Drahtgitter und dem Kolben Widerstandselemente angeordnet sind, durch die dem Wellenleiter Wellenenergie entzogen wird, an sich bekannt ist. Bei dieser Vorrichtung tritt aber keine Drehung der Polarisationsebene der Wellen auf, und vom Drahtgitter durchgelassene und vom Kolben reflektierte Wellen kehren nicht zum Drahtgitter zurück, sondern werden völlig vom zuletzt genannten Widerstandselement absorbiert. It should be noted that a device for the reflection-free termination of a waveguide, in which a Wire mesh and a piston are used and also in front of the wire mesh and also between the wire mesh and the piston are arranged resistive elements through which the waveguide wave energy is withdrawn, is known per se. In this device, however, there is no rotation of the plane of polarization of the waves, and waves transmitted by the wire mesh and reflected by the piston do not return to the wire mesh, but are completely absorbed by the last-mentioned resistance element.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.

In der in Fig. 1 a schematisch dargestellten Vorrichtung, die einen Teil der Vorrichtung nach der Erfindung darstellt, ist im Wellenleiter GG auf dem Kopf des Zylinders C ein Drahtgitter D und im Zylinder C in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge der Wellen im Wellenleiter hinter dem Drahtgitter D ein Kolben Z angeordnet. Die von links einfallenden Wellen sind senkrecht polarisiert, wie es durch den Vektor A in Fig. 1 c dargestellt ist. Die Richtung der Drähte des Gitters D schließt einen Winkel α mit der Polarisationsrichtung der einfallenden Wellen ein. Wenn diese Wellen auf dem Drahtgitter D auftreten, wird die Komponente E, deren Polarisationsrichtung parallel zur Richtung der Drähte des Drahtgitters gerichtet ist, reflektiert, wobei ein Phasensprung von 180° auftritt, da die Komponente des elektrischen Feldes parallel zur Drahtrichtung an der Stelle des Drahtgitters gleich Null sein muß. Es wird somit eine Welle—£ reflektiert. Die Komponente L der einfallenden Wellen A wird aber unbehindert vom Drahtgitter durchgelassen und vom Kolben Z reflektiert, Vorrichtung in einem Hohlleiter
zum Ändern der PolarisationsrichtungIn the device shown schematically in Fig. 1 a, which forms part of the device according to the invention, a wire mesh D is in the waveguide GG on the head of the cylinder C and in the cylinder C at a distance of a quarter wavelength of the waves in the waveguide behind the Wire mesh D a piston Z is arranged. The waves incident from the left are polarized perpendicularly, as shown by the vector A in FIG. 1c. The direction of the wires of the grating D includes an angle α with the direction of polarization of the incident waves. When these waves occur on the wire mesh D , the component E, the direction of polarization of which is parallel to the direction of the wires of the wire mesh, is reflected, with a phase jump of 180 °, since the component of the electric field parallel to the wire direction at the location of the wire mesh must be zero. A wave is thus reflected. The component L of the incident waves A is allowed to pass through unhindered by the wire mesh and is reflected by the piston Z, device in a waveguide
to change the polarization direction

Anmelder:Applicant:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Möndtebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Möndtebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 1'9. April 1956Claimed priority:
Netherlands from 1'9. April 1956

Frans Christiaan de Ronde, Eindhoven (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenFrans Christiaan de Ronde, Eindhoven (Netherlands), has been named as the inventor

wobei wieder ein Phasensprung von 180° auftritt. Die Laufzeit dieser Wellen vom Drahtgitter = D zum Kolben Z und zurück entspricht gleichfalls 180 elektrischen Graden. Die vom Kolben reflektierten Wellen kehren somit mit der ursprünglichen Phase zum Drahtgitter D zurück und werden von ihm wieder unbehindert durchgelassen. Durch Überlagerung der reflektierten Wellen L und — E entsteht die resultierende reflektierte Welle R, deren Amplitude gleich der der einfallenden Welle ist, aber deren Polarisationsriditung einen Winkel von 180° —2a mit dieser Welle einschließt. Durch Drehung des Zylinders C gegenüber dem Wellenleiter oder Verschiebung in der Längsrichtung kann die Polarisationsrichtung oder die Phase der reflektierten Wellen R gegenüber den einfallenden Wellen A geändert werden.again a phase jump of 180 ° occurs. The transit time of these waves from the wire mesh = D to the piston Z and back also corresponds to 180 electrical degrees. The waves reflected by the piston thus return to the wire mesh D with the original phase and are again allowed to pass through it unhindered. By superimposing the reflected waves L and - E , the resulting reflected wave R arises, the amplitude of which is equal to that of the incident wave, but the polarization of which encloses an angle of 180 ° -2a with this wave. By rotating the cylinder C with respect to the waveguide or shifting it in the longitudinal direction, the direction of polarization or the phase of the reflected waves R with respect to the incident waves A can be changed.

In den Fig. 2 a und 2b ist ein regelbarer Phasendreher dargestellt, bei dem von der oben beschriebenen Vorrichtung Gebrauch gemacht ist. Dabei sind die Hohlleiter Gl und G 2 durch eine Richtkopplung miteinander gekoppelt, die aus einem engen Spalt A in der gemeinsamen Seitenwand besteht. Die von links in den Wellenleiter Gl eintretenden Wellen sind senkrecht polarisiert, so daß sich diese Wellen unbehindert längs des Spaltes A im Wellenleiter Gl fortpflanzen können, ohne daß dabei Wellenenergie auf den Wellenleiter G 2 übergeht. Die Drähte des am Ende eines2a and 2b, a controllable phase rotator is shown in which use is made of the device described above. The waveguides Gl and G 2 are coupled to one another by a directional coupling, which consists of a narrow gap A in the common side wall. The waves entering the waveguide Gl from the left are polarized vertically so that these waves can propagate unimpeded along the gap A in the waveguide Gl without wave energy being transferred to the waveguide G 2. The wires of the at the end of one

809 529/352809 529/352

Zylinders C angebrachten Drahtgitters D schließen einen Winkel von 45° mit der Polarisationsrichtung der einfallenden Wellen ein, und innerhalb des Zylinders C ist in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge der Kolben Z angeordnet. Die Resultante der von dem Drahtgitter D und dem Kolben Z reflektierten Wellen schließt in" diesem Fall einen Winkel von 90° mit den einfallenden Wellen ein und geht durch den Kopplungsspalt A in den Hohlleiter G 2 über, wobei die Abmessungen, des Kopplungsspaltes A derart gewählt sind, daß die Richtkopplung einen, Kopplungsfaktor gleich Eins hat, so daß die ganze reflektierte Energie auf den Hohlleiter G 2 übergeht und vor dem Kopplungsspalt im Hohlleiter G1 keine reflektierten Wellen auftreten. Dadurch, daß der Zylinder C mit dem Drahtgitter D und dem Kolben Z in der Längsrichtung des Hohlleiters Gl verschoben wird, kann die Phase der über den Hohlleiter G 2 hinaustretenden Wellen nach Bedarf geregelt werden.Wire mesh D attached to cylinder C enclose an angle of 45 ° with the direction of polarization of the incident waves, and piston Z is arranged within cylinder C at a distance of a quarter wavelength. The resultant of the waves reflected by the wire mesh D and the piston Z "in this case" forms an angle of 90 ° with the incident waves and passes through the coupling gap A into the waveguide G 2, the dimensions of the coupling gap A being chosen in this way The directional coupling has a coupling factor equal to one, so that all of the reflected energy is transferred to the waveguide G 2 and no reflected waves occur in front of the coupling gap in the waveguide G 1. Because the cylinder C with the wire mesh D and the piston Z is shifted in the longitudinal direction of the waveguide Gl , the phase of the waves emerging via the waveguide G 2 can be regulated as required.

In Fig. 3 ist eine regelbare Impedanz dargestellt, bei der im Hohlzylinder GG ein Widerstandselement RE liegt, welches aus einem waagerechten. Glimmerstreifen besteht, auf dem Widerstandsmaterial, z. B. feinverteilte Kohle, angebracht ist. Die Fläche des Streifens RE steht senkrecht zur Polarisationsrichtung der einfallenden Wellen, so daß diese Wellen vom Streifen RE nicht beeinflußt werden. Die Polarisationsrichtung der reflektierten Welle ist von der Richtung der Drähte des Drahtgitters D abhängig. Die Komponente der reflektierten, zur Fläche des Streifens RE parallel polarisierten Welle wird völlig von diesem Streifen absorbiert, während die Komponente, deren Polarisationsrichtung gleich der der einfallenden Wellen ist, den Streifen RE unbehindert passieren kann. Durch Drehung des Zylinders C samt dem Drahtgitter D kann die Größe dieser Komponente geändert werden, und durch Verschiebung des Zylinders C in der Längsrichtung des Wellenleiters GG kann der Phasenwinkel dieser Komponente geändert werden. Auf diese Weise kann man die von der Vorrichtung gebildete Impedanz wahlweise ändern. Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Modul und das Argument des Reflexionskoeffizienten unäbhängig'voneinander geändert werden können und gegebenenfalls auf einer Skalenteilung ablesbar sind.In Fig. 3, a controllable impedance is shown in which a resistance element RE is located in the hollow cylinder GG, which consists of a horizontal. Consists of mica strips on the resistor material, e.g. B. finely divided coal is appropriate. The surface of the strip RE is perpendicular to the direction of polarization of the incident waves, so that these waves are not influenced by the strip RE. The polarization direction of the reflected wave depends on the direction of the wires of the wire grid D. The component of the reflected wave polarized parallel to the surface of the strip RE is completely absorbed by this strip, while the component whose polarization direction is the same as that of the incident waves can pass through the strip RE without hindrance. The size of this component can be changed by rotating the cylinder C together with the wire mesh D , and the phase angle of this component can be changed by shifting the cylinder C in the longitudinal direction of the waveguide GG. In this way one can change the impedance formed by the device optionally. One advantage of this device is that the module and the argument of the reflection coefficient can be changed independently of one another and, if necessary, can be read off on a scale.

Claims

Patent claims:

1. Device in a waveguide for changing the polarization direction from with a certain Direction of polarization supplied waves, characterized in that in the waveguide in one mutual spacing of a quarter of a wavelength a wire mesh in which the direction of the wires make an angle between 0 and 90 ° with the Includes direction of polarization of the incident waves, and a bulb are arranged, and in front the wire mesh in which. Direction of the incident waves are associated, means are provided by the The wave energy is completely withdrawn from the waveguide, the direction of polarization of which is perpendicular to that of the incoming waves.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the waveguide with a second Waveguide is coupled via a directional coupling with one or more coupling elements, the in such places and so arranged that waves with a direction of polarization equal to of the incident waves pass the first waveguide unimpeded and polarized perpendicular to them Waves completely pass over to the second waveguide, and that the wires of the wire mesh enclose an angle of 45 ° with the first-mentioned direction of polarization, the Wire mesh and the piston are jointly displaceable in the axial direction of the first waveguide.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one in the waveguide Resistance element is arranged such that waves with a polarization direction equal to the of the incident waves "pass unhindered, while waves polarized perpendicular to them are completely absorbed therein, and that the wire mesh is rotatable about the axis of the waveguide and is displaceable together with the piston in the axial direction.

1 sheet of drawings