DE1120531B

DE1120531B - Transmission arrangement for very short electromagnetic waves

Info

Publication number: DE1120531B
Application number: DES69393A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Karl Schnetzler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-07-14
Filing date: 1960-07-14
Publication date: 1961-12-28

Description

Übertragungsanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine übertragungsanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen. Die Übertragungsanordnung besteht aus einer Hohlleitung quadratischen Querschnitts.Transmission arrangement for very short electromagnetic waves Die The invention relates to a transmission arrangement for very short electromagnetic Waves. The transmission arrangement consists of a hollow pipe with a square cross-section.

Hohlleiter werden oft als Antennenzuleitungen verwendet und können zur besseren Ausnutzung mit zwei senkrecht zueinander polarisierten Wellen betrieben werden. Die hierfür bisher verwendeten quadratischen Hohlleiter werden dabei derart betrieben, daß je eine der beiden Polarisationen zu einer von zwei benachbarten Quadratseiten parallel ausgerichtet ist. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß bei derartigen Hohlleitern schon eine geringe Verformung des quadratischen Querschnitts eine störende Kopplung zwischen den beiden senkrecht zueinander polarisierten Wellen mit sich bringt. Hierdurch wird die Anwendbarkeit quadratischer Hohlleiter in der Praxis eingeengt, wenn es darauf ankommt, gerade derartige Verkopplungen und deren Folgen möglichst gering zu halten. Ein Ausweg aus diesen Schwierigkeiten besteht darin, daß an Stelle eines quadratischen Hohlleiters ein Hohlleiter kreisförmigen Querschnitts verwendet wird, doch gibt es Systeme, bei denen derartige Hohlleiter auf Grund anderer Überlegungen nicht verwendet werden können.Waveguides are often and can be used as antenna feed lines operated for better utilization with two mutually perpendicular polarized waves will. The square waveguides previously used for this purpose are in this way operated that each one of the two polarizations to one of two adjacent Sides of the square are aligned parallel. In practice, however, it has been shown that at Such waveguides already have a slight deformation of the square cross-section a disturbing coupling between the two waves polarized perpendicular to each other brings with it. This makes the applicability of square waveguides in the Practice is restricted when it comes down to it, precisely such couplings and theirs To keep the consequences as low as possible. One way out of these difficulties is in that instead of a square waveguide a circular waveguide Cross-section is used, but there are systems in which such waveguides cannot be used due to other considerations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, der es ermöglicht, auch bei einem Hohlleiter quadratischen Querschnitts die unerwünschte Kopplung zwischen zueinander senkrechten Polarisationen zumindest in der Größenordnung zuhalten, wie sie mit Rundhohlleitern erreichbar ist, und gegebenenfalls sogar noch zu unterschreiten.The invention has for its object to provide a way that it enables the undesired, even with a waveguide with a square cross-section Coupling between mutually perpendicular polarizations at least in the order of magnitude as it can be achieved with circular waveguides, and possibly even more to fall below.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer übertragungsanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend aus einer Hohlleitung quadratischen Querschnitts, gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Hohlleitung in einer Schwingungsart betrieben wird, bei der die elektrischen Feldlinien in Richtung einer Diagonalen des quadratischen Querschnitts verlaufen. Die Hohlleitung kann dabei sowohl mit nur einer Polarisation als auch mit zwei zueinander senkrechten Polarisationen betrieben werden. Bei nur einer Polarisation hat die erfindungsgemäße Hohlleitung den Vorteil, daß wegen der geringeren Überkopplung in die hierzu senkrechte Polarisationsebene die Verluste geringer sind als bei der bisherigen Betriebsart quadratischer Hohlleiter.This task is based on a transmission arrangement for very short electromagnetic waves consisting of a hollow tube square Cross-section, solved according to the invention in such a way that the hollow pipe in a Mode of vibration is operated in which the electric field lines in the direction of a Diagonals of the square cross-section run. The hollow pipe can thereby both with only one polarization and with two mutually perpendicular polarizations operate. With only one polarization, the hollow line according to the invention has the advantage that because of the lower cross-coupling in the plane of polarization perpendicular thereto the losses are lower than in the previous operating mode of square waveguides.

Bei Ausbildung der Hohlleitung als Krümmer empfiehlt es sich, u. a. auch aus Gründen der Herstellung, die Krümmungsebene mit einer Diagonalebene des Hohlleiters zumindest angenähert zusammenfallen zu lassen. Der Krümmer besteht hierbei zweckmäßig aus zwei Halbschalen, deren Trennfläche mit der Krümmungsebene zusammenfällt.If the hollow line is designed as a bend, it is advisable, inter alia, to also for reasons of manufacture, the plane of curvature with a diagonal plane of the To let the waveguide at least approximately coincide. The elbow exists here expediently from two half-shells, the separating surface of which coincides with the plane of curvature.

Bei einem längeren, gegebenenfalls auch Verwindungen und/oder Krümmungen aufweisenden Hohlleiterabschnitt ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt am Hohlleitungsausgang nur wenig gegenüber dem Querschnitt am Hohlleitungseingang verwunden ist, vorzugsweise weniger als 1° bis 2°.In the case of a longer one, possibly also twists and / or bends having waveguide section, it is advantageous if the cross section at the waveguide outlet is only slightly twisted compared to the cross section at the hollow pipe inlet, preferably less than 1 ° to 2 °.

Die Hohlleitung kann vorteilhaft auch am Ende unter Aufweitung in einen Hornstrahler übergeführt werden, der auch bei Betrieb mit zwei senkrecht zueinander linear polarisierten Wellen angewendet werden kann. Für den Betrieb mit zueinander senkrecht linear polarisierten Wellen -ist es erforderlich, Kopplungsvorrichtungen für diese Wellen entsprechend vorzusehen.The hollow conduit can advantageously also be widened in at the end be transferred to a horn antenna, which is also perpendicular to each other when operating with two linearly polarized waves can be applied. For running with each other perpendicular linearly polarized waves - it is necessary to have coupling devices to be provided accordingly for these shafts.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen quadratischen Hohlleiter. In dem Querschnittsbild sind dabei die elektrischen Feldlinien für zwei zueinander senkrecht linear polarisierte elektromagnetische Wellen eingetragen, und zwar für die eine Welle ausgezogen und für die andere Welle gestrichelt.Fig. 1 shows a square waveguide in cross section. In the cross-sectional image are the electric field lines for two to each other vertically linearly polarized electromagnetic waves entered, namely for one wave is drawn out and the other wave is dashed.

Wird ein derartiger Hohlleiter als Krümmer, beispielsweise mit einem Krümmungswinkel von 90°, ausgebildet, so empfiehlt es sich, so, wie in der Fig. 2 gezeigt, den Krümmer aus zwei Halbschalen 1 und 2 zusammenzusetzen, deren Trennungsfläche mit der Krümmungsebene zusammenfällt, die durch die Diagonalen 3 und 4 am Anfang 5 und Ausgang 6 des Krümmers bestimmt ist. Wird eine längere Hohlleiterstrecke mit einem erfindungsgemäßen Hohlleiter hergestellt, so läßt sich die Verkopplung zwischen den zueinander senkrecht linear polarisierten Wellen dann in dem geforderten Maße gering halten, wenn der Eingangsquerschnitt, bestimmt durch die Diagonalen 7 und 8, möglichst wenig gegenüber dem Ausgangsquerschnitt, bestimmt durch die Diagonalen 9 und 10, verwunden ist. Um die Qualität von Rundhohlleitern in dieser Hinsicht zu erreichen, soll die Verdrehung 1° bis 2° nicht überschreiten. Zwischen dem Eingangsquerschnitt und dem Ausgangsquerschnitt kann der Hohlleiter an sich beliebige Krümmungen, z. B. 11, 12, -und Verwindungen 13, 14 aufweisen. Für diese Krümmungsstücke und Verwindungsstücke gelten sinngemäß etwas geringere Werte als die für übliche Rechteckhohlleiter bekannten Grenzwerte der zulässigen Krümmung bzw. Drehung pro Längeneinheit, wenn ein gefordertes Maß an Überkopplung zwischen den Polarisationen nicht überschritten werden soll.If such a waveguide is used as a bend, for example with a Curvature angle of 90 °, so it is recommended, as shown in Fig. 2 shown to assemble the manifold from two half-shells 1 and 2, their separation surface coincides with the plane of curvature defined by diagonals 3 and 4 at the beginning 5 and exit 6 of the manifold is intended. Will be a longer waveguide route produced with a waveguide according to the invention, so the coupling between the mutually perpendicular linearly polarized waves then in the required Keep dimensions small if the entrance cross-section is determined by the diagonals 7 and 8, as little as possible compared to the initial cross-section, determined by the diagonals 9 and 10, is twisted. To the quality of circular waveguides in this regard To achieve this, the rotation should not exceed 1 ° to 2 °. Between the inlet cross-section and the output cross-section, the waveguide can have any curvatures, e.g. B. 11, 12, and twists 13, 14 have. For these bends and twists Somewhat lower values apply accordingly than those known for conventional rectangular waveguides Limit values of the permissible curvature or rotation per unit of length, if a required Degree of overcoupling between the polarizations should not be exceeded.

Durch trichterförmige Aufweitung des quadratischen Hohlleiters, beispielsweise so, wie in der Fig. 4 gezeigt, die stetig oder in gewissem Umfang auch sprunghaft erfolgen kann, läßt sich die erfindungsgemäße Hohlleitung 15 vorteilhaft einfach in einen Hornstrahler 16 überführen, der bei hinreichend großer Apertur für die zwei zueinander senkrecht polarisierten Wellen praktisch das gleiche Strahlungsdiagramm aufweist. Zugleich ist diese Form hinsichtlich der Größe der Nebenmaxima des Antennendiagramms in einer der Diagonalebenen günstiger als ein Hornstrahler, bei dem in der bisher üblichen Art die Polarisation parallel zu einer Seitenfläche verläuft und eine der Seitenflächen wenigstens nahezu parallel zur Erdoberfläche bzw. der Sendeebene ausgerichtet ist.By widening the square waveguide in the shape of a funnel, for example as shown in FIG. 4, which is continuous or to a certain extent also abruptly can take place, the hollow pipe 15 according to the invention can advantageously be simple Transfer into a horn antenna 16, which with a sufficiently large aperture for the two waves polarized perpendicular to each other have practically the same radiation pattern having. At the same time, this shape is relevant to the size of the secondary maxima of the antenna diagram cheaper in one of the diagonal planes than a horn antenna, which was previously used usual way the polarization runs parallel to a side surface and one of the Side faces aligned at least almost parallel to the earth's surface or the transmission plane is.

Als Kopplungsvorrichtung zur Anregung einer in Richtung der Diagonalen des Quadrats polarisierten Welle ist beispielsweise ein in der einen Quadratecke in Richtung der Diagonalen in die Hohlleitung hineinragender Kopplungsstift anwendbar. Es können auch zwei in Richtung der elektrischen Feldstärke gegenüberliegende Kopplungsstifte vorgesehen werden, die in dieser Weise in die Hohlleitung hineinragen, jedoch entsprechend gegenphasig gespeist werden. Bei Betrieb der Hohlleitung mit zwei zueinander senkrechten Polarisationen ist für jede der Polarisationen eine gesonderte Kopplungsvorrichtung vorzusehen. An Stelle der als kapazitive Kopplungen aufzufassenden Stiftkopplungen können auch induktiv wirkende Kopplungen mit entsprechenden Schleifen analog vorgesehen werden.As a coupling device for stimulating one in the direction of the diagonals of the square polarized wave is, for example, one in one corner of the square in the direction of the diagonal into the hollow pipe projecting coupling pin applicable. There can also be two coupling pins opposite one another in the direction of the electrical field strength are provided, which protrude in this way into the hollow pipe, but accordingly fed out of phase. When operating the hollow pipe with two mutually perpendicular Polarizations is a separate coupling device for each of the polarizations to be provided. Instead of the pin couplings, which should be understood as capacitive couplings inductive couplings with corresponding loops can also be provided in the same way will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Transmission arrangement for very short electromagnetic Shafts, consisting of a hollow pipe with a square cross-section, characterized in that that the hollow line is operated in a mode of vibration in which the electrical Field lines run in the direction of a diagonal of the square cross-section.

2. Transmission arrangement according to claim 1, characterized in that when training the waveguide as a bend, the plane of curvature with a diagonal plane of the waveguide at least approximately coincides.

3. Transmission arrangement according to claim 2, characterized characterized in that the manifold consists of two half-shells, the parting surface of which coincides with the plane of curvature.

4. Transmission arrangement according to one of the claims 1 to 3, characterized in that with a longer one, possibly also twists and / or waveguide section having curvatures, the cross section at the waveguide outlet is twisted only slightly compared to the cross section at the waveguide entrance, preferably by less than 1 to 2 °.

5. Transmission arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the waveguide at the end with expansion in a Horn antenna is transferred.

6. Transmission arrangement according to one of the claims 1 to 5, characterized in that coupling devices for two to one another perpendicular polarizations are provided.