DE1129571B

DE1129571B - Leistungsteilungsschaltung fuer Mikrowellen

Info

Publication number: DE1129571B
Application number: DEN19313A
Authority: DE
Inventors: Frans Christiaan De Ronde
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1959-12-16
Filing date: 1960-12-13
Publication date: 1962-05-17
Also published as: GB965244A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNATIONALE KL.

HOIp; H 03h

N19313IXd/21a⁴

ANMELDETAG: 13. DEZEMBER 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 17. MAI 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsteilungsschaltung für Mikrowellen.

Es ist eine Schaltung für Mikrowellen bekannt, bei der ein erster Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen über einen Polarisationsdreher, der einen tordierten Streifen aus leitendem Material enthält, mit einem zweiten Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen und einen dritten Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen gekoppelt ist, wobei die elektromagnetischen. Wellen in dem zweiten und dritten Übertragungsweg senkrecht zueinander polarisiert sind.

Diese Schaltung eignet sich, die über den ersten Übertragungsweg übertragene elektromagnetische Energie teils dem zweiten Übertragungsweg, teils dem dritten Übertragungsweg zuzuführen, abhängig vom Torsionswinkel des Streifens aus leitendem Material.

Dieser Schaltung haftet der Nachteil an, daß der zweite und dritte Übertragungsweg trotz der gegenseitig senkrechten Polarisation der übertragenen elektromagnetischen Wellen miteinander gekoppelt sind.

Die Erfindung bezweckt, diese Kopplung zu beseitigen. Die Leistungsteilschaltung gemäBder Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an der dem zweiten und dritten Übertragungsweg zugewendeten Seite des Streifens fluchtend mit diesem ein Streifen aus einem Material zum Absorbieren elektromagnetischer Wellen mit einer Polarisationsrichtung parallel zur Ebene des letzteren Streifens angeordnet ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Leistungsteilers nach der Erfindung;

Fig. 2 und 3 zeigen Vektordiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise des Leistungsteilers nach Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Wellenleiter mit rechteckigem Querschnitt, der über das angepaßte Übergangsstück 3 mit dem Wellenleiter 2 kreisförmigen Querschnittes verbunden ist. Im Wellenleiter 2 befindet sich ein Streifen S₁ aus leitendem Material. Dieser Streifen ist mittels der vorstehenden Teile 4 und 5 an der Innenseite des Wellenleiters 2 befestigt. Die Befestigungspunkte befinden sich in einer die Achse des Wellenleiters 2 enthaltenden Ebene, im vorliegenden Fall in der Zeichenebene. Der Streifen S₁ ist am anderen Ende mittels der vorstehenden Teile 7 und 8 mit der Innenseite des Zylinders C verbunden. Die Innenfläche des Zylinders C schließt

Leistungsteilungsschaltung für Mikrowellen

Anmelder:

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

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität: Belgien vom 16. Dezember 1959 (Nr. 464 685)

Frans Christiaan de Ronde, Eindhoven

(Niederlande), ist als Erfinder genannt worden

sich reflektionsfrei an die Innenfläche des Wellenleiters 2 an. Der Zylinder C ist um seine Achse drehbar, die mit der Achse des Wellenleiters 2 zusammenfällt. Durch Drehung des Zylinders C in bezug auf den Zylinder 2 wird der Streifen Q tordiert; wie aus nachstehendem hervorgeht, braucht die größte relative Winkelverschiebung des Zylinders C nicht größer als 90° zu sein.

Der Streifen S₁ und der Zylinder C bilden zusammen einen veränderlichen Polarisationsdreher für elektromagnetische Wellen.

Ein Streifen S₂ ist fluchtend mit dem Streifen" Si" angeordnet. Dieser Streifen S₂ besteht aus einem Material, z. B. einem aufgedampften Metall, zum

Absorbieren elektromagnetischer Energie. Bei der in Fig. 1 dargestellten Lage des Zylinders C liegen sowohl der Streifen S₁ als auch der Streifen S₂ in der Zeichenebene.

Im Wellenleiter 2 ist weiter ein Auskopplungsglied 9 für elektromagnetische Wellen angebracht, deren Polarisationsrichtung in der Zeichenebene senkrecht zur Achse des Wellenleiters 2 liegt. Dieses

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Auskopplungsglied besteht aus einem leitenden Stab 10, der durch eine Öffnung 11 im Wellenleiter 2 hindurch in einen nur teilweise dargestellten Wellenleiter 12 hineinragt.

Der Stab 10 liegt in einer die Achse des Wellenleiters 2 enthaltenden Ebene senkrecht zu dieser Achse. Hinter dem Stab 10 befindet sich ein Streifen aus leitendem Material S₃ in einem Abstand einer Viertelwellenlänge. Sowohl der Stab 10 als auch der Streifen S3 liegen in der Zeichenebene. Der Teil des Wellenleiters 2 hinter dem Stab 10 bildet eine unendliche Impedanz für elektromagnetische Wellen, deren Polarisationsrichtung in der Zeichenebene liegt. Wellen mit dieser Polarisationsrichtung werden vom Auskopplungsglied 9 praktisch völlig dem Wellenleiter 2 entnommen und über den Stab 10 zum Wellenleiter 12 geführt.

Sowohl im Streifen S₁ als auch im Streifen S3 sind Transversalspalte angebracht. Diese Spalte verhüten das Auftreten anderer Wellentypen. Insbesondere können keine Wellentypen auftreten, die vom Longitudinalströmen in den Streifen erzeugt werden.

Der Wellenleiter 2 ist am rechten Ende über das angepaßte Übergangsstück 13 mit dem Wellenleiter 14 mit rechteckigem Querschnitt verbunden. Die Polarisationsrichtung der elektromagnetischen Wellen im Wellenleiter 14 verläuft senkrecht zur Zeichenebene.

Befindet sich der Zylinder C in der dargestellten Lage, d. h. in der Lage, bei der sowohl der Streifen S₁ als auch der Streifen S₂ in der Zeichenebene liegen, so kann eine elektromagnetische Welle, die aus dem Wellenleiter 1 in den Wellenleiter 2 eintritt, unbehindert am rechten Ende des Wellenleiters 2 durch den Wellenleiter 14 austreten. Im Wellenleiter 12 wird dabei keine elektromagnetische Welle erzeugt. An Hand der Fig. 2 wird die Wirkungsweise des Leistungsteilers für den Fall erläutert, in dem der Zylinder C aus der dargestellten Lage um einen bestimmten Winkel, z. B. einen Winkel von α Graden, gedreht wird und aus dem Wellenleiter 1 eine elektromagnetische Welle dem Wellenleiter 2 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt ein Achsenkreuz. Die j-Achse entspricht der Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, die x-Achse entspricht einer Richtung in der Zeichenebene der Fig. 1 senkrecht zur Achse des Wellenleiters 2.

Die Vektoren^! bis A_y sind eine schematische Darstellung der elektrischen Feldstärke der elektromagnetischen Wellen, die sich im Leistungsteiler nach Fig. 1 in den Richtungen der Pfeilen P₁ bis P_y ausbreiten. Der Vektor A\ stellt die elektromagnetische Welle dar, die aus dem Wellenleiter 1 dem Wellenleiter 2 zugeführt wird. Die Richtung des Vektors A\ entspricht der Polarisationsrichtung dieser Welle, und die Länge des Vektors^ ist proportional der Amplitude dieser Welle.

Fig. 2 zeigt den Fall, in dem der Vektor A₂ um einen Winkel α gegen die j-Achse gedreht ist. Dieses bedeutet, daß die elektromagnetische Welle in Richtung des Pfeiles P₂ in Fig. 1 in der Richtung polarisiert wird, die in bezug auf die Richtung senkrecht zur Zeichenebene um den gleichen Winkel α 6s gedreht ist.

Der Vektor A₂ hat eine Komponente A_x in Richtung der x-Achse. Der Vektor^ stellt die Welle dar, die sich aus dem Wellenleiter 2 zum Wellenleiter 14 ausbreitet, und der Vektor A_x stellt die Welle dar, die vom Kopplungsglied 9 aus dem Wellenleiter 2 zum Wellenleiter 12 geführt wird. Das Verhältnis zwischen den Längen der Vektoren A_y und A_x läßt sich auf einfache Weise dadurch ändern, daß Winkel« größer oder kleiner gemacht wird. Durch Änderung der Lage des Zylinders C ändert sich somit das Verhältnis der Amplituden der Wellen in den Wellenleitern 12 und 14 und infolgedessen die Leistung, die jedem der Wellenleiter zugeführt wird.

Der Wellenleiter 14 in Fig. 1 ist im allgemeinen nicht reflektionsfrei abgeschlossen. Im Wellenleiter 14 breiten sich somit auch Wellen mit einer Ausbreitungsrichtung aus, die der Richtung des Pfeiles P_y entgegengesetzt ist, z. B. eine Welle in Richtung des Pfeiles R_y.

Ähnlich wie in Fig. 2 stellen in Fig. 3 die Vektoren .B₂/ und 2J₁ schematisch die elektrische Feldstärke der elektromagnetischen Wellen dar, die sich in Fig. 1 in Richtung der Pfeile R_y und .R₁ ausbreiten.

Fig. 3 zeigt, daß der Vektor B_y eine Komponente B_n senkrecht zum im Querschnitt dargestellten Streifen S₂ und eine Komponente By₂ in der Längsrichtung des Streifens S₂ hat.

Die durch den Vektor 5^ dargestellte elektromagnetische Welle breitet sich längs des Streifens S₁ aus. Die Polarisationsrichtung dieser Welle dreht sich dabei um einen Winkel a. In der Figur wird diese Welle dabei durch den Vektor B\ dargestellt, der in bezug auf den Vektor B_yi um einen Winkel a gedreht ist.

Die durch den Vektor-S₂^ dargestellte elektromagnetische Welle wird vom Streifen 5*2 völlig absorbiert. Wenn der Streifen S₂ jedoch nicht vorhanden ist, wird diese Welle am Ende des Streifens Si reflektiert und die Komponente der reflektierten Welle mit einer Polarisationsrichtung gemäß der x-Achse über das Auskopplungsglied 9 dem Wellenleiter 12 zugeführt. In diesem Fall ist die Welle in der Richtung des Pfeiles P_x (Fig. 1) sowohl von der Welle in Richtung P₁ als von der Welle in Richtung des Pfeiles R_y abhängig. Dadurch, daß in der dargestellten Weise der Streifen S₂ angebracht ist, wird vermieden, daß die letztere Welle eine elektromagnetische Welle im Wellenleiter 12 erzeugt.

Der Vorteil des geschilderten Leistungsteilers ist der, daß nur die sich in Fig. 1 von links nach rechts ausbreitende elektromagnetische Welle dem Wellenleiter 12 Leistung zuführt. Der beschriebene Leistungsteiler ist somit tatsächlich ein Richtkoppler.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Leistungsteilungsschaltung für Mikrowellen, die einen ersten Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen mit einer bestimmten Polarisationsrichtung, einen zweiten Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen und einen dritten Übertragungsweg für elektromagnetische Wellen enthält, wobei die elektromagnetischen Wellen im zweiten und im dritten Übertragungsweg senkrecht zueinander polarisiert sind und der erste Übertragungsweg über einen gemeinsamen Polarisationsdreher mit dem zweiten und dritten Übertragungsweg verbunden ist, welcher Polarisationsdreher aus einem tordierten Streifen aus

leitendem Material besteht, dadurch gekenn zeichnet, daß an der dem zweiten und dritten Übertragungsweg zugewendeten Seite des Streifens fluchtend mit ihm ein Streifen aus einem Material zum Absorbieren elektromagnetischer Wellen mit einer Polarisationsrichtung parallel zur Ebene dieses letzteren Streifens angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 857 575.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen