DE1110775B - Weichenfilter fuer sehr kurze elektro-magnetische Wellen - Google Patents
Weichenfilter fuer sehr kurze elektro-magnetische WellenInfo
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- DE1110775B DE1110775B DEM32589A DEM0032589A DE1110775B DE 1110775 B DE1110775 B DE 1110775B DE M32589 A DEM32589 A DE M32589A DE M0032589 A DEM0032589 A DE M0032589A DE 1110775 B DE1110775 B DE 1110775B
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- H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
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Description
Die Erfindung betrifft ein Weichenfilter für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei welchem die
Wellen des abzuzweigenden breiten Frequenzbandes aus der Stammleitung durch Richtungskoppler in eine
zur Stammleitung parallel verlaufende Leitung übertreten und bei welchem das Breitbandverhalten der
Kopplungseinrichtungen durch deren längs der Stammleitung diskontinuierlichen Aufbau erreicht wird, der
eine durch die Mitte der Kopplungseinrichtung senkrecht zur Längsachse der Stammleitung gelegte Ebene
zur Symmetrieebene hat.
Weichenfilter dieser Art können zur Trennung von Wellen verwendet werden, deren Frequenzen breite
Frequenzbänder im Zentimeterwellenbereich umfassen. Diese Frequenzbänder können beispielsweise
die Frequenzbänder von Kanalgruppen bei Trägerfrequenzsystemen sein. So kann z. B. ein derartiges
Filter ein erstes Frequenzband, genannt »unteres Band«, welches zwischen den Grenzen 3000 und
5000 MHz liegt, von einem zweiten Frequenzband, genannt »oberes Band« trennen, dessen Grenzen bei
7000 und 10000 MHz liegen.
Um im folgenden die Terminologie zu vereinfachen, werden mit dem Ausdruck »Äußere Grenzfrequenzen«
der zu trennenden Frequenzbänder die untere Grenzfrequenz des unteren Bandes und die obere Grenzfrequenz
des oberen Bandes bezeichnet. Dagegen bezeichnet der Ausdruck »Innere Grenzfrequenzen« bei
den gleichen Frequenzbändern die obere Grenzfrequenz des unteren Bandes und die untere Grenzfrequenz
des oberen Bandes.
Weichenfilter der eingangs erwähnten Art sowie die zugehörige Theorie sind bereits im einzelnen veröffentlicht
worden, beispielsweise in einem Artikel von S. E. Miller in der Zeitschrift »Bell System
Technical Journal«,. Mai 1954. S. 661 bis 720. Die in diesem Artikel beschriebenen Weichenfilter gestatten
die Abzweigung eines breiten Frequenzbandes aus der Stammleitung. Der diskontinuierliche Aufbau wird
durch Änderung der Querschnittabmessungen der Stammleitung oder durch Einfügen eines Dielektrikums
in diese erhalten. Diese Maßnahmen ergeben den Nachteil, daß auch die Übertragung des sich in
der Stammleitung weiter fortpflanzenden, nicht abgezweigten Frequenzbandes beeinträchtigt wird; insbesondere
besteht die Gefahr der Bildung parasitärer Wellenformen in der Stammleitung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Weichenfilter zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Filter der
eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß die Diskontinuität der Kopplungseinrichtung durch von-Weichenfilter
für sehr kurze elektromagnetische Wellen
Anmelder:
Georges Robert Pierre Marie, Paris
Georges Robert Pierre Marie, Paris
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz
und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 28. April 1956
Frankreich vom 28. April 1956
Georges Robert Pierre Mario, Paris,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
einander abweichende Querschnitte der von der Stammleitung senkrecht abzweigenden kurzen Kopplungshohlleiter
zustande kommt.
Die erfindungsgemäßen Filter enthalten also kurze Kopplungshohlleiter, die senkrecht von dem Stammhohlleiter
abzweigen und diesen mit dem parallel dazu verlaufenden Nebenhohlleiter verbinden. Das
Breitbandverhalten wird dadurch erreicht, daß diese Kopplungshohlleiter unterschiedliche Querschnitte
aufweisen, die sich in symmetrischer Verteilung längs des Filterabschnitts verändern. Dadurch wird jede
Störung der übertragenen Frequenzbänder, insbesondere die Bildung von Hohlleiterwellen höherer Ordnung,
vermieden.
Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung des Weichenfilters so, daß die Kopplungshohlleiter alle die gleiche
Grenzfrequenz besitzen, deren Wert zwischen der höchsten Frequenz des unteren Frequenzbandes und
der niedrigsten Frequenz des oberen Frequenzbandes liegt, und daß die Abmessungen des Querschnitts der
Kopplungshohlleiter sich über den Filterabschnitt des Stammhohlleiters fortlaufend so ändern, daß ihre
Wellenwiderstände in der Mitte dieses Abschnitts am größten· und an den Enden dieses Abschnitts am
niedrigsten sind. Die Kopplungshohlleiter besitzen dann alle die gleiche Grenzfrequenz, die zwischen den
inneren Grenzfrequenzen der zu trennenden Frequenzbänder liegt. Diese Maßnahme hat zur Folge, daß die
Wellen des oberen Frequenzbandes aus dem Stammhohlleiter über die Kopplungshohlleiter in den Neben-
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hohlleiter übertragen werden, während die Wellen des . Fig. 2 einen Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten
unteren Frequenzbandes in dem Stammhohlleiter Filters in der Ebene 2-2 von Fig. 1,
bleiben. Die unterschiedlichen Wellenwiderstände der Fig. 3 einen Längsschnitt des Filters in der
Kopplungshohlleiter sind gleichbedeutend mit der Ebene 3-3 von Fig. 1,
Tatsache, daß die Kopplungshohlleiter an den Enden 5 Fig. 4 eine andere Ausführungsart des erfindungsdes
Kopplungsabschnitts kleinere Schmalseiten des gemäßen Filters, bei welchem der Stammhohlleiter
Querschnitts als die Kopplungshohlleiter in der einen quadratischen Querschnitt aufweist, und
Mitte des Abschnitts aufweisen. Dies bewirkt, daß Fig. 5 eine Abart des in Fig. 4 gezeigten Filters, sich der Wellenwiderstand des Stammhohlleiters, in Zur Vereinfachung ist die einfachste Ausführungsdem die Wellen des unteren Frequenzbandes bleiben, io art der Erfindung, d. h. die nur aus einem Stammallmählich verändert, so daß diese nicht zum Ein- hohlleiter und aus einem Nebenhohlleiter bestehende gang des Stammhohlleiters zurückreflektiert werden. Anordnung in der Zeichnung nicht in Gesamtansicht
Mitte des Abschnitts aufweisen. Dies bewirkt, daß Fig. 5 eine Abart des in Fig. 4 gezeigten Filters, sich der Wellenwiderstand des Stammhohlleiters, in Zur Vereinfachung ist die einfachste Ausführungsdem die Wellen des unteren Frequenzbandes bleiben, io art der Erfindung, d. h. die nur aus einem Stammallmählich verändert, so daß diese nicht zum Ein- hohlleiter und aus einem Nebenhohlleiter bestehende gang des Stammhohlleiters zurückreflektiert werden. Anordnung in der Zeichnung nicht in Gesamtansicht
Im einfachsten Fall ist das Filter so aufgebaut, daß dargestellt. Eine derartige Gesamtansicht, welche der
es einen Stammhohlleiter und einen Nebenhohlleiter Hälfte des komplizierteren Systems von Fig. 4 entaufweist
und daß die Querschnitte der Hohlleiter 15 spricht, läßt sich jedoch dadurch vorstellen, daß die
gleich sind und bei jedem Hohlleiter die Länge der dort gezeigte Anordnung in der Ebene 20, 21, 22
großen Querschnittsseite im wesentlichen doppelt so durchgeschnitten wird. Die Einzelheiten des so erhalgroß
wie die Länge der schmalen Querschnittsseite tenen Systems sind dann in Fig. 1,2 und 3 dargestellt,
ist, wenn der Stamm- und der Nebenhohlleiter recht- In Fig. 1, 2 und 3 sind der Stammhohlleiter 1 und
eckigen Querschnitt aufweisen und wenn die Schmal- 20 der Nebenhohlleiter.2 gezeigt, in welchen sich die
Seiten dieser Querschnitte kleiner als die Hälfte der Wellen in der Form TE1n ausbreiten. Die Wellen
Längsseite sind. werden dem Stammhohlleiter 1 zugeführt. Die beiden
In bestimmten Fällen ist es erforderlich, daß der Hohlleiter 1 und 2 besitzen rechteckige Querschnitte,
Stammhohlleiter, in dem sich die Wellen des unteren deren Schmalseite höchstens so groß wie die Hälfte
Frequenzbandes fortpflanzen, einen quadratischen 25 der Längsseite ist.
Querschnitt besitzt, nämlich dann, wenn zwei Die Welle des oberen Frequenzbandes, deren
Wellensysteme verwendet werden sollen, die senk- Polarisationsrichtung durch den Pfeil 3 angezeigt ist,
recht zueinander polarisiert sind. Die Erfahrung tritt vollständig aus dem Hohlleiter 1 in den Hohlzeigt,
daß dann das obere Frequenzband über die leiter 2 über.
erfindungsgemäß ausgebildeten Kopplungseinrich- 30 Die Hohlleiter 1 und 2 besitzen die gleiche Grenztungen
weniger gut übertragen werden kann, weil frequenz. Diese Grenzfrequenz ist niedriger als die
sich in dem quadratischen Hohlleiter Hohlleiterwellen untere Grenzfrequenz des unteren der beiden zu
von höherer Ordnung leichter bilden. trennenden Frequenzbänder. Bei den oben angege-
In diesem Fall wird das Filter vorzugsweise so benen Zahlenwerten für die Grenzen der Frequenzkonstruiert,
daß es einen Stammhohlleiter von quadra- 35 bänder kann beispielsweise die Grenzfrequenz der
tischem Querschnitt und zwei Nebenhohlleiter von Hohlleiter 1 und 2 etwa 2700 MHz betragen. Die
gleichem rechteckigem Querschnitt aufweist, wobei Hohlleiter 1 und 2 sind durch Kopplungshohlleiter 4
die Längsseite des rechteckigen Querschnitts gleich und 5 verbunden, deren Längsschnitt in Fig. 1 und 2
einer Seite des quadratischen Querschnitts ist, wäh- und deren Querschnitt in Fig. 3 zu erkennen ist. Die
rend die Schmalseite des rechteckigen Querschnitts 40 Kopplungshohlleiter besitzen alle die gleiche Grenzder
Nebenhohlleiter eine Länge besitzt, welche im frequenz, welche zwischen den inneren Grenzwesentlichen
gleich der Hälfte der Länge der frequenzen der zu trennenden Frequenzbänder liegt
Quadratseite ist. und beispielsweise bei dem angegegebenen Zahlen-
Das Filter kann auch so beschaffen sein, daß es beispiel zu 6200 MHz gewählt wird,
einen Stammhohlleiter von quadratischem Quer- 45 Es ist zu bemerken, daß die Ebenen der Längsschnitt und vier Nebenhohlleiter von gleichem recht- Seiten der Kopplungshohlleiter 4 und 5 in Richtung eckigem Querschnitt besitzt und daß die Längsseiten der Längsströme schneiden, welche in den Wandungen des rechteckigen Querschnitts die gleiche Größe wie von den sich in den Hohlleitern 1 und 2 ausbreitenden eine Seite des quadratischen Querschnitts haben, Wellen des Typs TE10 erzeugt werden. Infolge der während die Schmalseite des rechteckigen Quer- 50 Wahl der Grenzfrequenz der Hohlleiter 4 und 5 könschnitts der Nebenhohlleiter eine Länge besitzt, nen also nur die Wellen, deren Frequenzen zu dem welche im wesentlichen gleich der Hälfte der Länge oberen Frequenzband gehören, eine elektromagneder quadratischen Querschnittsseite ist. tische Energie über die Kopplungshohlleiter über-
einen Stammhohlleiter von quadratischem Quer- 45 Es ist zu bemerken, daß die Ebenen der Längsschnitt und vier Nebenhohlleiter von gleichem recht- Seiten der Kopplungshohlleiter 4 und 5 in Richtung eckigem Querschnitt besitzt und daß die Längsseiten der Längsströme schneiden, welche in den Wandungen des rechteckigen Querschnitts die gleiche Größe wie von den sich in den Hohlleitern 1 und 2 ausbreitenden eine Seite des quadratischen Querschnitts haben, Wellen des Typs TE10 erzeugt werden. Infolge der während die Schmalseite des rechteckigen Quer- 50 Wahl der Grenzfrequenz der Hohlleiter 4 und 5 könschnitts der Nebenhohlleiter eine Länge besitzt, nen also nur die Wellen, deren Frequenzen zu dem welche im wesentlichen gleich der Hälfte der Länge oberen Frequenzband gehören, eine elektromagneder quadratischen Querschnittsseite ist. tische Energie über die Kopplungshohlleiter über-
In diesen beiden Fällen erfolgt die Verbindung der tragen. Die Schmalseiten der in der Nähe der Enden
Nebenhohlleiter zweckmäßig dadurch, daß die Neben- 55 des Kopplungsabschnitts des Haupthohlleiters gehohlleiter
paarweise zusammengefaßt sind und daß legenen Kopplungshohlleiter 4 sind kleiner als die
die beiden Hohlleiter eines Paares an einen gemein- Schmalseiten der Hohlleiter 5, welche in der Mitte
samen Verbraucherkreis über ein T-Glied angekoppelt des Kopplungsabschnitts angeordnet sind,
sind, welches aus drei rechteckigen Hohlleiter- Der Abstand zwischen den Kopplungshohlleitern abschnitten zusammengesetzt ist, wobei die von den 60 ist etwa gleich einem Viertel der Phasenwellenlänge drei Achsen gebildete Ebene parallel zur Richtung Xg t im Hohlleiter 1 für die Welle mit der Mitteides elektrischen Feldes in den Nebenhohlleitern des frequenz oberen Frequenzbandes. Auf diese Weise zugehörigen Hohlleiterpaares liegt. ist die Kopplung richtungsabhängig, da die durch die
sind, welches aus drei rechteckigen Hohlleiter- Der Abstand zwischen den Kopplungshohlleitern abschnitten zusammengesetzt ist, wobei die von den 60 ist etwa gleich einem Viertel der Phasenwellenlänge drei Achsen gebildete Ebene parallel zur Richtung Xg t im Hohlleiter 1 für die Welle mit der Mitteides elektrischen Feldes in den Nebenhohlleitern des frequenz oberen Frequenzbandes. Auf diese Weise zugehörigen Hohlleiterpaares liegt. ist die Kopplung richtungsabhängig, da die durch die
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der verschiedenen Kopplungshohlleiter hindurchgehenden
Zeichnung dargestellt. Darin zeigt 65 Teilwellen im Hohlleiter 2 für eine bestimmte Bewe-
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein gemäß der Er- gungsrichtung im Hohlleiter in Phase sind, während
findung ausgeführtes Weichenfilter in der Ebene 1-1 sie für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung in
von Fig. 2, Phasenopposition sind. Bei dem beschriebenen
5 6
Beispiel ist der Abstand der Kopplungshohlleiter Eine einwandfreie Übertragung des oberen Freetwas
kleiner als 1 cm. quenzbandes kann jedoch dann dadurch erzielt wer-Für
das untere Frequenzband können die Kopp- den, daß die elektromagnetische Energie in der Nähe
lungshohlleiter keinerlei Energie übertragen. Von der Kopplungshohlleiter konzentriert wird,
diesem Frequenzband bilden sich nur am Eingang der 5 Zu diesem Zweck werden Platten 6 und 7 aus di-Kopplungshohlleiter
schnell verschwindende Wellen, elektrischem Material im Inneren der Hohlleiter 1
die rasch weggedämpft werden. und 2 so angeordnet, daß sie mit den seitenhalbieren-Wenn
man zum besseren Verständnis der Erschei- den Ebenen zusammenfallen und parallel zur Richnung
annimmt, daß ein Hohlleiter eine gewisse Ana- tung der elektrischen Polarisation der Wellen liegen,
logie zu einer Doppelleitung besitzt, so läßt sich io Die Platten, deren Querschnitt in Fig. 1 darvorstellen,
daß die induktive Energie der sich im gestellt ist und deren Profil in Fig. 2 zu erkennen ist,
Hohlleiter ausbreitenden Welle auf kleine Induktiv!- haben in der unmittelbaren Nähe der Mündungen
täten verteilt ist, welche auf den Leitern der dem der Kopplungshohlleiter alle die gleiche Dicke. Diese
Hohlleiter äquivalenten Doppelleitung in Serie ge- Dicke nimmt mit wachsender Entfernung von den
schaltet sind. Diese Induktivitäten können beispiels- 15 Mündungen ab.
weise in einem Abstand liegen, welcher im wesent- Es ist bekannt, daß bei Anbringung einer dielek-
lichen gleich dem neunten Teil einer Phasenwellen- irischen Platte in der Mitte eines Hohlleiters und
länge ist. In der Tat ist im beschriebenen Beispiel die parallel zum elektrischen Feld die Feldstärke im
Wellenlänge Xg 2 für die Mittelfrequenz des unteren Gebiet der Platte sehr viel größer wird, während sie
Frequenzbandes ungefähr zweieinhalbmal größer als 20 abnimmt, wenn man sich von dieser Platte entfernt,
die Wellenlänge Xg v Da dieser Zwischenraum klein Die Abnahme geschieht um so schneller, je kleiner
gegen die Wellenlänge XB1 ist, können diese Induktivi- die Wellenlänge im Verhältnis zur Dicke der Schicht
täten als gleichförmig entlang der Leitung verteilt multipliziert mit dem Faktor \'T— 1 ist, wenn ε die
angesehen werden. Da der Induktivitätsbelag der Dielektrizitätskonstanze der Schicht, ausgedrückt in
Leitung auf diese Weise vergrößert ist, ergibt sich 25 elektrostatischen CGS-Einheiten, ist.
eine Erhöhung des Wellenwiderstandes der Leitung, Dies bewirkt, daß die Konzentration der Energie
d. h. also auch eine Erhöhung des Wellenwiderstandes in der Platte für das obere Frequenzband sehr viel
der Hohlleiter 1 und 2. größer als für das untere Frequenzband ist. Dieser
Wie bereits ausgeführt wurde, besitzen die an den Umstand ist sehr günstig, da ja gerade die Energie
Enden des Kopplungsabschnitts gelegenen Hohl- 30 der Wellen des oberen Frequenzbandes in der Nähe
leiter 4 die gleiche Grenzfrequenz wie die in der der Mündungen der Kopplungshohlleiter konzentriert
Mitte dieser Zone liegenden Hohlleiters. Sie sind werden soll, während andererseits die Ausbreitung
jedoch von geringerer Breite, so daß sie weniger in- der Wellen des unteren Frequenzbandes so wenig wie
duktive Energie enthalten und dementsprechend ihr möglich beeinträchtigt werden soll.
Wellenwiderstand zwischen dem Wellenwiderstand 35 Da ferner die Platte in der Nähe der Mündungen
des unbelasteten Teils der Hohlleiter 1 und 2 und dem am dicksten ist, wird in diesem Gebiet am meisten
Wellenwiderstand des mit den Kopplungshohlleitern 5 Energie konzentriert.
belasteten Teils dieser Hohlleiter liegt. Infolge der Um die Anpassung zu verbessern, können die di-
allmählichen Veränderungen des Wellenwiderstands elektrischen Platten an ihren Enden mit verjüngten
wird eine reflexionsfreie Übertragung des unteren 40 Profilen 8 und 9 versehen sein, wie in Fig. 2 zu
Frequenzbandes über den Hohlleiter 1 erzielt. erkennen ist. Diese Anordnung zur Konzentration der
Die Wellen des oberen Frequenzbandes gehen über elektromagnetischen Energie arbeitet gut, sie macht
die Kopplungshohlleiter von dem Hohlleiter 1 in den jedoch eine genaue Einjustierung erforderlich. Es ist
Hohlleiter 2 oder umgekehrt. Die optimale Anzahl aus diesem Grund vorteilhafter, das in Fig. 4 dar-
der Kopplungshohlleiter wird experimentell fest- 45 gestellte Filtersystem zu verwenden,
gestellt. In dieser Figur ist mit 10 ein Haupthohlleiter von
Der Wirkungsgrad der Kopplung steigt zunächst quadratischem Querschnitt bezeichnet. 11 und 12
mit der Anzahl der Kopplungshohlleiter, worauf er sind zwei identische Nebenhohlleiter mit rechteckigem
den Wert 1 erreicht und dann abnimmt, wenn diese Querschnitt, welche auf beiden Seiten des quadra-
Anzahl weiter erhöht wird. 50 tischen Haupthohlleiters 10 angeordnet sind. Ihre
Nach dem Ergebnis der Versuche, die von dem Längsseite ist zweckmäßigerweise gleich einer Seite
Anmelder mit Filtern angestellt worden sind, kann des quadratischen Hohlleiters, während ihre Schmal-
diese Anzahl etwa zwölf bis sechzehn betragen, wenn seite gleich der Hälfte einer Seite des quadratischen
die Breite der Kopplungshohlleiter etwa 5 mm be- Hohlleiters ist.
trägt und ihre Länge im wesentlichen gleich einer 55 Der Hohlleiter 11 ist mit dem Hohlleiter 10 über
ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen der eine Anzahl von rechteckigen Hohlleitern 17 ge-
Mittelfrequenz des oberen Frequenzbandes ist. Die koppelt, und in gleicher Weise ist der Hohlleiter 12
Versuche waren insbesondere dann aufschlußreich, über eine Anzahl von rechteckigen Hohlleitern 18 mit
wenn der Haupthohlleiter und der Nebenhohlleiter dem Hohlleiter 10 gekoppelt.
den gleichen rechteckigen Querschnitt besaßen, wobei 60 Die Wellen des oberen Frequenzbandes treten in
die Schmalseite des Querschnitts etwa gleich der den Abschnitt 10 ein. Die elektromagnetische Energie
Hälfte der Längsseite war. derjenigen Wellen, die parallel zur Richtung des
Wie bereits dargelegt wurde, sind die Ergebnisse Pfeiles 13 polarisiert sind, geht in die Hohlleiter 11
sehr viel weniger gut, wenn der Haupt- und der und 12 über und wird dann durch das T-Stück 14
Nebenhohlleiter einen quadratischen Querschnitt be- 65 über die mit den Hohlleitern 11 bzw. 12 verbundenen
sitzen. Die Erfahrung zeigt, daß das obere Frequenz- Kniestücke 15 und 16 gesammelt. Die durch die
band dann mit einer frequenzabhängigen Dämpfung Achsen der drei Schenkel des T-Stücks gebildete
übertragen wird. Ebene liegt parallel zur Richtung des elektrischen
Feldes, so daß dieses T-Stück eine sogenannte »Serienverzweigung« darstellt. Die nicht benutzten
Enden der Hohlleiter 11 und 12, die in Fig. 4 am oberen Ende dieser Hohlleiter zu erkennen sind, sind
zweckmäßigerweise über dämpfende Abschlußglieder geschlossen, welche jede Reflektion verhindern.
Die Kopplungshohlleiter 17 und 18 haben die gleichen Besonderheiten des Aufbaus wie die Hohlleiter
4 und 5 der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Anordnung. Ihre Grenzfrequenz liegt zwischen den
inneren Grenzfrequenzen der zu trennenden Frequenzbänder.
Die durch die auf den Mitten der Seiten des quadratischen Hohlleiters liegenden Punkte 20, 21 und
22 gehende Ebene ist eine geometrische Symmetrieebene für die gesamte Anordnung der Hohlleiter, der
Kniestücke und des T-Stücks. Eine in das System von Fig. 4 eintretende Welle des Typs TE10, welche in
Richtung des Pfeils 13 polarisiert ist, ist zu dieser Symmetrieebene antisymmetrisch. Diese Antisymmetrie
wird bei der Fortpflanzung notwendigerweise aufrechterhalten, so daß unabhängig von der Frequenz
der Welle das elektrische Feld an allen Stellen senkrecht zur Ebene 20, 21, 22 steht. Es ist daher ohne
Störung des Ausbreitungsvorgangs möglich, eine vollkommen leitende Metallplatte in der Symmetrieebene
anzuordnen, so daß das in Fig. 4 dargestellte System sowohl in elektrischer als auch in geometrischer Hinsicht
in zwei identische Systeme aufgeteilt ist, von denen eines in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, wo der
Haupt- und der Nebenhohlleiter den gleichen Querschnitt besitzen, dessen Schmalseite etwa gleich der
Hälfte der Längsseite ist.
Die senkrecht zur Richtung des Pfeils 13 polarisierten Wellen erregen unabhängig von ihrer Frequenz
die Kopplungshohlleiter 17 und 18 nicht, da sich für diese Wellen die Eingänge der Hohlleiter als
Schlitze darstellen, die parallel zu den Stromlinien liegen.
Um die zuletzt genannten Wellen zu trennen, ohne die parallel zur Richtung des Pfeils 13 polarisierten
Wellen zu stören, müssen Kopplungshohlleiter angebracht werden, deren große Seiten senkrecht zur
Linie 21-22 stehen. Man erhält dann die Anordnung nach Fig. 5.
In dieser Figur bedeuten die Bezugszeichen 10 bis 22 die gleichen Teile wie in Fig. 4.
Wie im Fall von Fig. 4 entnehmen die Kopplungshohlleiter 17 und 18 die Energie der Wellen des
oberen Frequenzbandes, welche in Richtung des Pfeils 13 polarisiert sind, und überführen sie zu dem T-Stück
in Form einer »Serienverzweigung« 14 über die Hohlleiter 11 und 12. Ferner entnehmen bei der Anordnung
nach Fig. 5 die Kopplungshohlleiter 23 und. 24 die Energie der Wellen des oberen Frequenzbandes,
die senkrecht zur Richtung des Pfeils 13 polarisiert sind, und führen diese über die Hohlleiter 25 und 26
zu dem Serienverzweigungsstück 19.
60
Claims (10)
1. Weichenfilter für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bei welchem die Wellen des abzuzweigenden
breiten Frequenzbandes aus der Stammleitung durch Richtungskoppler in eine zur Stammleitung parallel verlaufende Leitung übertreten
und bei welchem das Breitbandverhalten der Kopplungseinrichtungen durch deren längs
der Stammleitung diskontinuierlichen Aufbau erreicht wird, der eine durch die Mitte der Kopplungseinrichtung
senkrecht zur Längsachse der Stammleitung gelegte Ebene zur Symmetrieebene hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Diskontinuität
der Kopplungseinrichtung durch voneinander abweichende Querschnitte der von der Stammleitung senkrecht abzweigenden kurzen
Kopplungshohlleiter zustande kommt.
2. Weichenfilter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungshohlleiter alle
die gleiche Grenzfrequenz besitzen, deren Wert zwischen der höchsten Frequenz des unteren Frequenzbandes
und der niedrigsten Frequenz des oberen Frequenzbandes liegt, und daß die Abmessungen
des Querschnitts der Kopplungshohlleiter sich über den Filterabschnitt des Haupthohlleiters
fortlaufend so ändern, daß ihre Wellenwiderstände in der Mitte dieses Abschnitts am größten und an
den Enden dieses Abschnitts am niedrigsten sind.
3. Weichenfilter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kopplungshohlleiter entlang der Wandung des Stammhohlleiters so verteilt sind, daß ihre Abstände
im wesentlichen gleich einem Viertel der Phasenwellenlänge der der Mittelfrequenz des
abzuzweigenden Frequenzbandes entsprechenden Welle in dem Stammhohlleiter ist.
4. Weichenfilter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge der Kopplungshohlleiter im wesentlichen gleich einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen
der der Mittelfrequenz des oberen Frequenzbandes entsprechenden Hohlleiterwelle ist.
5. Weichenfilter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Platten
aus dielektrischem Material in dem Stamm- und in dem Nebenhohlleiter so angebracht sind,
daß ihre Ebenen parallel zu dem elektrischen Feld der Wellen liegen, und daß sie im wesentlichen
der Mitte der Querschnitte der Kopplungshohlleiter gegenüberliegen.
6. Weichenfilter gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Dicke der
Platten an dem Ende liegt, welches den Öffnungen der Kopplungshohlleiter zugewandt ist, während
ihre Dicke am entgegengesetzten Ende am geringsten ist.
7. Weichenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen
Stammhohlleiter und einen Nebenhohlleiter aufweist und daß die Querschnitte der Hohlleiter
gleich sind und daß bei jedem Hohlleiter die Länge der großen Querschnittsseite im wesentlichen
doppelt so groß wie die Länge der schmalen Querschnittsseite ist.
8. Weichenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen
Stammhohlleiter von quadratischem Querschnitt und zwei Nebenhohlleiter von gleichem rechteckigem
Querschnitt aufweist und daß die Längsseite des rechteckigen Querschnitts gleich einer Seite
des quadratischen Querschnitts ist, während die Schmalseite des rechteckigen Querschnitts der
Nebenhohlleiter eine Länge besitzt, welche im wesentlichen gleich der Hälfte der Länge der
Quadratseite ist.
9. Weichenfilter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen
Stammhohlleiter von quadratischem Querschnitt und vier Nebenhohlleiter von gleichem rechteckigem
Querschnitt besitzt und daß die Längsseiten des rechteckigen Querschnitts die gleiche Größe
wie eine Seite des quadratischen Querschnitts haben, während die Schmalseite des rechteckigen
Querschnitts der Nebenhohlleiter eine Länge besitzt, welche im wesentlichen gleich der Hälfte
der Länge der quadratischen Querschnittsseite ist.
10. Weichenfilter gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenhohlleiter
10
paarweise zusammengefaßt sind und daß die beiden Hohlleiter eines Paares an einen gemeinsamen
Verbraucherkreis über ein T-Glied angekoppelt sind, welches aus drei rechteckigen Hohlleiterabschnitten
zusammengesetzt ist, und daß die von den drei Achsen gebildete Ebene parallel zur Richtung des elektrischen Feldes in den
Nebenhohlleitern des zugehörigen Hohlleiterpaares liegt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Bell System Technical Journal«, Vol. 33,
1954, Nr. 3, S. 661 bis 720.
»Bell System Technical Journal«, Vol. 33,
1954, Nr. 3, S. 661 bis 720.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1110775X | 1956-04-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1110775B true DE1110775B (de) | 1961-07-13 |
Family
ID=9626389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM32589A Pending DE1110775B (de) | 1956-04-28 | 1956-12-08 | Weichenfilter fuer sehr kurze elektro-magnetische Wellen |
Country Status (6)
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FR (1) | FR1150118A (de) |
GB (1) | GB820632A (de) |
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