DE1073562B

DE1073562B - Distribution arrangement for very short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1073562B
Application number: DENDAT1073562D
Authority: DE
Inventors: -Ing Walter Stohr und Dipl Ing Helmut Laub München Dipl
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1960-01-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verteileranordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen unter Verwendung einer Hohlleitung, an die in einer Ebene eine der geforderten Anzahl von Abzweigleitungen entsprechende Anzahl von Kopplungssonden angeschlossen ist.The invention relates to a distributor arrangement for very short electromagnetic waves below Use of a hollow pipe to which one of the required number of branch pipes corresponds in one level Number of coupling probes is connected.

Beispielsweise zur Erzielung einer bestimmten Strom- bzw. Leistungsverteilung in einer aus einer Vielzahl von Dipolen bestehenden als Dipolfeld ausgebildeten Richtantenne ist es erforderlich, die von einer gemeinsamen Hochfrequenzleitung aus angelieferte Hochfrequenzenergie bzw. die darin zusammenfassende in bestimmter Weise auf die einzelnen Strahler zu verteilen. Es geschieht dies bisher in der Weise, daß eine größere Anzahl von Leitungsverzweigungen verwendet wird, deren Ausgänge nach der einen Richtung zu in die gemeinsame Hochfrequenzleitung und nach der anderen Richtung hin in die Speisungspunkte der Strahler auslaufen. Durch Wahl der elektrischen Längen der einzelnen Leitungen lassen sich die gewünschten Phasen-Verteilungen herstellen und in Verbindung mit einer entsprechenden Wahl der Wellenwiderstände der einzelnen Leitungen die entsprechende Leitungsverteilung.For example, to achieve a specific power or power distribution in one from one A multitude of dipoles existing as a dipole field directional antenna, it is necessary that of one common high-frequency line from delivered high-frequency energy or the summarized therein to distribute in a certain way to the individual radiators. So far this has been done in such a way that a larger number of line branches is used, the outputs of which in one direction in the common high-frequency line and in the other direction into the feed points of the radiators leak. By choosing the electrical lengths of each Lines can be used to produce the desired phase distributions and in conjunction with a appropriate choice of the characteristic impedance of the individual lines the appropriate line distribution.

Diese Art der Leitungsverzweigung bedingt somit einen räumlich und elektrisch großen Aufwand.This type of line branching therefore requires a large amount of space and electricity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf dem es unter anderem möglich ist, diesen Schwierigkeiten zu begegnen.The invention is based on the object of showing a way in which it is possible, among other things, to face these difficulties.

Diese Aufgabe wird bei einer Verteileranordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen unter Verwendung einer Hohlleitung, an die in einer Ebene eine der geforderten Anzahl von Abzweigleitungen entsprechende Anzahl von Kopplungssonden angeschlossen ist, in der Weise gelöst, daß die Kopplungssonden derart tief in die Hohlleitung eintauchen und die Ebene gegenüber einer Querschnittsebene durch die Hohlleitung derart geneigt ist, daß außer einer vorgegebenen Leistungsverteilung auch eine vorgegebene Phasenbeziehung zwischen den in die Abzweigleitungen eingekoppelten Spannungen gegeben ist.This object is used in a manifold assembly for very short electromagnetic waves a hollow pipe to which one of the required number of branch pipes corresponds in one level Number of coupling probes is connected, solved in such a way that the coupling probes such Immerse deeply in the hollow pipe and the plane opposite a cross-sectional plane through the hollow pipe is inclined in such a way that, in addition to a predetermined power distribution, there is also a predetermined phase relationship between the voltages coupled into the branch lines.

Es sind Verteileranordnungen unter Verwendung einer Koaxialleitung bekannt, bei der mehrere Koppelsonden jeweils in einer Querschnittsebene der Koaxialleitung angeordnet sind. Im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand erhalten jedoch bei der bekannten Anordnung alle in einer Ebene angeordneten Koppelsonden gleiche Amplituden. Das wesentliche des Erfindungsgegenstandes besteht aber gerade darin, daß er die Realisierung einer Verteileranordnung darstellt, bei der eine gewünschte Leistungsverteilung auf die einzelnen Teilleitungeii sowie eine gewünschte gegenseitige Phasenzuordnung der in die Teilleitungen eingekoppelten Spannungen mit wesentlich einfacheren Mitteln erreicht ist.There are known distributor arrangements using a coaxial line in which a plurality of coupling probes are each arranged in a cross-sectional plane of the coaxial line. In contrast to the subject of the invention received in the known arrangement, however, all coupling probes arranged in one plane same amplitudes. The essence of the subject matter of the invention is that it represents the realization of a distribution arrangement in which a desired power distribution to the individual Teilleitungeii as well as a desired mutual Phase assignment of the voltages coupled into the sub-lines with much simpler ones Funds is reached.

Verteileranordnung für sehr kurze
elektromagnetische WellenDistribution arrangement for very short
electromagnetic waves

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Berlin and Munich,
Munich 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Walter Stöhr und Dipl.-Ing. Helmut Laub,Dipl.-Ing. Walter Stöhr and Dipl.-Ing. Helmut Laub,

München,
sind als Erfinder genannt wordenMunich,
have been named as inventors

Nachstehend wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing.

Die Zeichnung zeigt einen Hohlleitungsabschnitt 1 mit rechteckigem Querschnitt, der beispielsweise in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 2 von einem Generator für Hochfrequenz gespeist wird. Es ist angenommen, daß von dieser Hohlleitung 1 aus fünf Dipole einer Dipolzeile 2 gespeist werden sollen, und zwar nach einer Binomialverteilung. Zu diesem Zweck sind fünf kapazitive Koppelsonden 3, 4, 5, 6, 7 in einer Ebene 10, die gegenüber der Querschnittsebene 8 der Hohlleitung geneigt ist, von der magnetischen Ebene her, in das Hohlleitungsfeld eintauchend angeordnet. Da die Spannungsverteilung in einer Hohlleitung, so wie durch die gestrichelte Linie 9 angedeutet, etwa sinusförmig verläuft, entspricht, bei gleich starkem Kopplungsgrad der Koppelsonden, die zu den einzelnen Dipolen hin ausgekoppelte Leistung, auch wenn diese konstanten Strahlungswiderstand haben, etwa der gewünschten Verteilung. Durch Veränderung der Größe des Neigungswinkels zwischen den Ebenen 8 und 10 läßt sich wegen Wechselns der Phasenverteilung über die Sonden ein elektrisches Schwenken der Richtcharakteristik der Richtantenne 2 erzielen. Diese Art der Phasenbeeinflussung kann vorteilhaft auch zum Ausgleich unterschiedlicher Längen der einzelnen zwischen den Strahlern und den Koppelsonden befindlichen Leitungen verwendet werden, wozu ebenfalls die Koppelsonden zweckmäßig in Achsrichtung der Hohlleitung derart verschiebbar anzuordnen sind, daß der Neigungswinkel der Ebene 10 einstellbar ist.The drawing shows a waveguide section 1 with a rectangular cross section, which is fed, for example, in the direction of the arrow 2 shown by a generator for high frequency. It is assumed that five dipoles of a dipole line 2 are to be fed from this hollow line 1, namely according to a binomial distribution. For this purpose, five capacitive coupling probes 3, 4, 5, 6, 7 are arranged in a plane 10, which is inclined with respect to the cross-sectional plane 8 of the hollow line, from the magnetic plane, immersed in the hollow line field. Since the voltage distribution in a hollow line, as indicated by the dashed line 9, is approximately sinusoidal, with the same degree of coupling of the coupling probes, the power coupled out to the individual dipoles, even if they have constant radiation resistance, roughly corresponds to the desired distribution. By changing the size of the angle of inclination between the planes 8 and 10, an electrical pivoting of the directional characteristic of the directional antenna 2 can be achieved by changing the phase distribution via the probes. This type of phase influence can advantageously also be used to compensate for different lengths of the individual lines located between the radiators and the coupling probes, for which purpose the coupling probes are also expediently displaceable in the axial direction of the hollow pipe in such a way that the angle of inclination of plane 10 is adjustable.

Die in der Zeichnung gezeigte Ausbildung erfordert zur Speisung eines sogenannten symmetrischen Ver-The training shown in the drawing requires a so-called symmetrical supply

909 710/388.909 710/388.

brauchers, wie eines Dipols, besondere Symmetriervorrichtungen 11, die an sich bekannt sind. Diese Symmetriervorrichtungen lassen sich in vorteilhaft einfacher Weise dadurch vermeiden, daß, beispielsweise in der Hohlleitung auf der gegenüberliegenden Seite, so wie für die Sonde 7 angedeutet, eine entsprechende gegenphasige Sonde 7' vorgesehen wird. Die Innenleiter der Koppelsonden 7, T haben dann eine um 180° in der Phase unterschiedliche Spannung gegen den Außenleiter der jeweiligen Koaxialleitung und können damit unmittelbar, z. B. an die beiden Halbdipole eines Dipolstrahlers, angeschlossen werden, gegebenenfalls unter vorheriger Zusammenfassung zu einer symmetrischen Leitung. Ähnliche Sonden können auch für die Sonden 3 bis 6 vorgesehen werden.user, such as a dipole, special balancing devices 11, which are known per se. These balancing devices can be avoided in an advantageously simple manner in that, for example, in the hollow conduit on the opposite side, as indicated for the probe 7, a corresponding anti-phase probe 7 'is provided. The inner conductors of the coupling probes 7, T then have a voltage that is 180 ° different in phase against the outer conductor of the respective coaxial line and can thus be used directly, e.g. B. to the two half-dipoles of a dipole radiator, possibly with prior combination to form a symmetrical line. Similar probes can also be provided for probes 3 to 6.

Eine besondere Bedeutung kommt dem Erfindungsgegenstand noch bei der Speisung von Drehfeldantennen zu, da es durch Veränderung des Neigungswinkels der Ebene, in der die einzelnen Koppelsonden, die auch als magnetisch wirkende Koppelsonden ausgebildet sein können, liegen, sehr leicht möglich ist, eine gewünschte Strom- und Phasenverteilung zwischen den einzelnen Verbrauchern zu erzielen.The subject of the invention is of particular importance nor when feeding rotating field antennas, because it is caused by changing the angle of inclination of the Level in which the individual coupling probes, which are also designed as magnetically acting coupling probes can, lie, is very easily possible, a desired current and phase distribution between the individual To reach consumers.

Die Hohlleitung kann auch von der Form eines Quadrates oder länglichen Rechteckes abweichenden Querschnitt, beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt, oder den Querschnitt eines Vieleckes haben. Außerdem kann es in manchen Fällen von besonderem Vorteil sein, die Hohlleitung in an sich bekannter Weise durch Längsstege kapazitiv zu belasten. Zu diesem Zweck können beispielsweise bei einem Hohlleiter quadratischen Querschnitts an zwei gegenüberliegenden Seiten symmetrisch Querstege angebracht werden. Bei Benutzung der Hohlleitung zur Übertragung zweier senkrecht zueinander polarisierter Wellen empfiehlt es sich, gegebenenfalls für jede der Polarisationen eine Belastung des Hohlleiters durch einen oder zwei Längsstege vorzusehen.The hollow line can also deviate from the shape of a square or an elongated rectangle Cross-section, for example a circular cross-section, or the cross-section of a polygon. In addition, in some cases it can be of particular advantage to use the hollow conduit in a manner that is known per se Way to load capacitively through longitudinal webs. For this purpose, for example with a waveguide square cross-section on two opposite sides symmetrical transverse webs are attached. It is recommended when using the hollow line to transmit two waves that are polarized perpendicular to each other a load on the waveguide due to one or two longitudinal webs, if necessary for each of the polarizations to be provided.

Als besonders vorteilhaft hat es sich verwiesen, den Hohlleiter zugleich als Antennenmast zu benutzen, da dieser in dem Frequenzbereich der längeren Dezimeterund kürzeren Meterwellen beträchtliche Querabmessungen besitzt. Die Außenfläche des Hohlleiters kann hierbei gegebenenfalls zugleich als Träger und/oder Reflektor für die einzelnen Antennenelemente dienen.It has proven to be particularly advantageous to use the waveguide as an antenna mast at the same time, since these have considerable transverse dimensions in the frequency range of the longer decimeter and shorter meter waves owns. The outer surface of the waveguide can optionally be used as a carrier and / or at the same time Serve reflector for the individual antenna elements.

Claims

Patent claims:

1. Distribution arrangement for very short electromagnetic waves using a hollow pipe, to the number corresponding to the required number of branch lines in one level is connected by coupling probes, characterized in that the coupling probes Immerse so deep into the hollow pipe and through the plane opposite a cross-sectional plane the hollow conduit is inclined in such a way that, in addition to a predetermined power distribution, there is also a predetermined one The phase relationship between the voltages coupled into the branch lines is given is.

2. Distributor arrangement according to claim 1, characterized in that at least some of the coupling probes are arranged so movable in the axial direction of the waveguide that the angle of inclination can be adjusted, using a waveguide rectangular, in particular square cross-section.

3. Distributor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling probes on at least one other side, preferably on the opposite side of the hollow pipe, further probes are assigned, in particular in at least a similar distribution.

4. Distributor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized by its use for feeding a rotating field antenna.

5. Distributor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Hollow line is also provided as a carrier of an antenna fed by the distributor.

Considered publications:
U.S. Patent Nos .: 2,648,000, 2,759,099;
French Patent No. 820,500;
British Patent No. 643 163.

1 sheet of drawings