DE1286161B - Mikrowellenleiterverbindungsstueck - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf-ein Mikrowellen- speisen und diese im Hohlleiter durch Feldverzerleiterverbindungsstück mit vier Anschlüssen, bei dem rungsmittel, wie Rippen an der Wandung des Hohlelektrische Energie von einem Anschluß nur jeweils leiterabschnittes, asymmetrisch zu verzerren. Wesentan zwei der verbleibenden drei Anschlüsse abgegeben Hch bei der Erfindung ist, daß die Überlagerung werden kann, das aus einem Hohlleiterabschnitt be- 5 beider Schwingungsformen in demselben Hohlleitersteht, in dem zwei in Längsrichtung fortschreitende abschnitt erfolgt und die Auskopplungsmittel in diedominante orthogonale Schwingungen unterhalten sem Hohlleiterabschnitt in den gemäß der Erfindung werden, von denen der Verlauf der elektrischen Feld- typisch verschiedenen Feldbereichen angeordnet sind, linien der einen Schwingung symmetrisch zu einer Die Wellenleiterverbindungsstücke gemäß der Erfin-Äquipotentiallinie der Feldlinien ist. io dung lassen sich sowohl für normale Mikrowellen-Derartige Wellenleiterverbindungsstücke sind vom Verzweigungen und Mikrowellengabelschaltungen als »magischen T« bekannt, bei dem die Ausbildung der auch für Duplex- und Diplexanordnungen, Misch-Felder an den Öffnungen in den Wandungen des stufen, Modulatoren, parametrische Modulatoren und Hohlleiterabschnittes eine Überlagerung zustande Verstärker u. dgl. verwenden. Die Erfindung ermögkommen läßt, die sich dann über diese Öffnung in 15 licht dabei eine räumlich gedrängte und leichte Auseinen sich anschließenden Hohlleiter fortpflanzt. Es bildungsform, die im wesentlichen frequenzunabhänist eine relativ gedrungene Bauform eines solchen gige Symmetrieeigenschaften hat und einfach und »magischen T« bekannt, bei dem zwei Arme anein- billig herzustellen ist. Eine Vielzahl typischer vorteilandergefaletet sind und die dazwischenliegende Wand hafter Ausbildungsformen der Erfindung ist in den und der Fortsatz der Zwischenwand dazu dienen, das ao Unteransprüchen beschrieben. Im folgenden seien im an die Arme anschließenden Hohlleiterabschnitt einige besonders hervorgehoben, vorhandene Feld graduell in zunehmendem Maße so Insbesondere ist nach der Erfindung eine aus zwei zu verzerren, daß eine Kopplung möglich wird. Die axial zueinander angeordneten Dioden bestehende verzerrten elektrischen Feldlinien haben zwei Kompo- Gleichrichteranordnung vorgesehen, um ihr eine abnenten, von denen eine senkrecht zu der Schneide 25 geglichene Schwingungswelle zu entnehmen, verläuft und eine Kopplung der Energie in die anein- Eine bevorzugte Ausführungsform sieht eine andergefalteten Arme bewirkt. Die andere, parallel Mischstufe vor, bei der an einem Ende des Hohlleiterzur Schneide verlaufende elektrische Komponente abschnittes die eine Schwingung und an der Seite die bewirkt keine Kopplung, da das Verzweigestück Überlagererschwingung zugeführt wird, an dieser Stelle so ausgebildet ist, daß seine Grenz- 30 Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, frequenz oberhalb der durch diese Komponente mög- bei der die eine zu empfangende Schwingung auch an licherweise erregten Schwingungen liegt. In dem einem Ende des Hohlleiterabschnittes zugeführt wird, Hohlleiterabschnitt, in dem die Schneide angeordnet werden die Schwingungen des örtlichen Überlagerers ist, ist also nur eine Schwingungsform vorhanden, die am entgegengesetzten Ende des Hohlleiters zugeführt, so verzerrt wird, daß eine Kopplung in die anein- 35 Eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung andergefalteten Arme ermöglicht wird. ist auch eine breitbandige Mikrowellenmischstufe mit Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einem Hohlleiterabschnitt von rechteckigem Querdemgegenüber andersartige Konstruktionsweise zu schnitt.

schaffen, welche eine noch raumsparendere Anord- Eine erfindungsgemäße Mischstufe kann mit einem nung als die üblichen »magischen T« und mit Schütz- 40 angesetzten Mikrowellenreflexklystron betrieben werkopplungen arbeitenden Verzweigungen ermöglicht den, und es kann eine durch einen Kristall gebildete und eingesetzt werden kann, wenn die Mikrowellen- Sicherungsröhre vorgesehen sein, bauteile besonders geringe Größe und geringes Ge- Die Erfindung bezieht sich auch auf eine mischwicht haben sollen. Dabei soll natürlich der Kosten- duplexe Anordnung, bei der eine Antenne am einen aufwand bei der Herstellung der Wellenleiterverbin- 45 Ende des Hohlleiterabschnittes und ein Reflexklystron dungsstücke nach Möglichkeit weiter gesenkt werden. am anderen Ende angeschaltet sind.

Zum Lösen dieser Aufgabe ist nach der Erfindung Schließlich sieht die Erfindung Maßnahmen zur

vorgesehen, daß die andere Schwingung so erzeugt Verbesserung der Ankopplung der asymmetrischen

wird, daß ihre elektrischen Feldlinien zu allen ihren Schwingung an die Auskopplungsmittel vor. Äquipotentiallinien asymmetrisch sind und in dem 50 In der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh-

Bereich, in dem die elektrischen Feldlinien beider rungsbeispielen der Erfindung wird diese an Hand

Schwingungen gleichgerichtet sind, und in dem Be- schematischer Figuren noch näher erläutert. Von den

reich, in dem die Feldlinien beider Schwingungen ent- Figuren zeigen

gegengerichtet sind, Auskopplungsmittel vorgesehen Fig. la und Ib schematisch die elektrischen Feisind. 55 der und die richtungsabhängigen Kopplungseigen-Die Auskopplungsmittel können dabei selbst schäften in einem Querschnitt einer erfindungs-Gleichrichterwirkung besitzen und sind vorzugsweise gemäßen Mikrowellenverzweigung, Kristalldioden. Es können jedoch auch Kapazitäten, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer er- ein Absorber oder andere in den Hohlleiter ragende findungsgemäßen Mischstufe,

Vorrichtungen verwendet werden, sofern dieselben 60 Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Linie 3-3

nur auf die angegebenen elektrischen Felder bzw. die der Fig. 2,

damit verbundenen Magnetfelder ansprechen. So kön- F i g. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie

nen sie beispielsweise auch Hohlleiter sein, die nur 4-4 der F i g. 3,

eine Schwingungsform haben und mit der entsprechen- Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer

den elektrischen Feldrichtung arbeiten. Es kann be- 65 weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

reits eine asymmetrische Schwingungsform in den Mischstufe,

Hohlleiter eingespeist werden. Es ist jedoch auch F i g. 6 eine Rückansicht der in F i g. 5 dargestellten

möglich, eine symmetrische Schwingungsform einzu- Mischstufe,

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F i g. 7 einen Querschnitt durch Sockel der einen richtermittel zurückgehen, dadurch kompensiert wer-

Kristalldiode der Mischstufe gemäß F i g. 5, den, daß die Schlitzblende 14 in geeigneter Weise

F i g. 8 einen Querschnitt durch den Zwischen- verschoben und/oder gedreht wird. Es sind aber noch

frequenzsockel der in F i g. 5 dargestellten Misch- viele andere Möglichkeiten gegeben, um unsymmet-

stufe, 5 rische senkrecht zueinander stehende Schwingungs-

F i g. 9 ein Blockschaltbild der in F i g. 5 darge- formen in den Hohlleitern zu erzeugen,

stellten Mischstufe, Wenn diese Hohlleiterschwingungsformen erzeugt

F i g. 10 eine Draufsicht auf die Mischstufe mit werden, so ergeben sich zwei ausgesprochene Teile

angeschlossenem Überlagerer und angeschlossener des Feldes, die von Interesse sind. In dem ersten Teil

Kristallsicherungsröhre, io ist eine gerichtete Komponente des elektrischen FeI-

Fig. 11 eine perspektivische gebrochene Darstel- des der einen Schwingungsform in Phase mit der

lung einer Duplexmischstufe gemäß der Erfindung. gerichteten Komponente der anderen Schwingungs-

Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, daß form zu Zeiten, in welchen in dem zweiten Teil des in einem Hohlleiter zwei aufeinander senkrecht Feldes die entsprechenden anderen Feldkomponenten stehende, in der Längsrichtung fortschreitende elek- 15 in Gegenphase sind. Wenn ein Hohlleiterkopplungstrische Schwingungsformen hervorgerufen werden mittel, welches auf die Felder in einer Richtung an- und daß diese Schwingungsformen so gestört werden, spricht, in jedem der beiden Feldabschnitte vordaß die elektrischen Felder beider Schwingungs- gesehen wird, dann spricht die eine Koppelvorrichtung formen in bezug auf die Äquipotentiallinien der einen auf die Summe der Amplituden der beiden ortho-Schwingungsform unsymmetrisch sind, aber in bezug ao gonalen Schwingungsformen an, während die andere auf eine Äquipotentiallinie der anderen Schwingungs- Koppelvorrichtung auf die Differenz der Amplituden form symmetrisch sind. Dieses ist in den F i g. 1 a anspricht, so daß auf diese Weise eine frequenz- und Ib dargestellt, welche die elektrischen Felder in unabhängige, räumlich sehr gedrängte, Brückenden Querschnitten erfindungsgemäßer Verzweigungen Charakter besitzende Verzweigung sich ergibt. Die zeigen. Die gestrichelt dargestellten elektrischen Feld- 25 Kopplungsvorrichtungen sind durch die beiden punklinien stellen die unsymmetrische Schwingungsform tierten großen Pfeile in den Fig. la und Ib angedar, bei der es keine Äquipotentiallinie gibt, in bezug deutet, wobei die Felder in Richtung des oberen auf welche sämtliche Feldlinien symmetrisch sind. Die Pfeiles gegenphasig liegen und in Richtung des unteausgezogenen Feldlinien stellen den symmetrischen ren Pfeiles gleichphasig liegen. Solche Kopplungsvor-Schwingungsvorgang dar, bei welchem sämtliche 30 richtungen können verschiedener Art sein, es können Feldlinien symmetrisch zu der Linie e-e dieser beispielsweise Hohlleiter, die nur eine Schwingungs-Schwingungsform liegen. for haben und mit der entsprechenden elektrischen

Es sind in den F i g. 1 a und 1 b verschiedene Arten Feldrichtung arbeiten, Anwendung finden. Es kann gezeigt, wie eine geeignete Störung eingebracht wer- sich auch um einen Kristallgleichrichter, eineKapaziden kann, welche zur Ausbildung einer unsymmet- 35 tat, einen Absorber oder eine andere in den Hohlrischen Schwingungsform führt. In F i g. 1 a ist eine leiter gebrachte Vorrichtung handeln, sofern diemetallische Rippe 11, die in einem Teil des Quer- selben nur auf die angegebenen elektrischen Felder schnittes eine Trennwand bildet, an der Außen- bzw. die damit verbundenen Magnetfelder anwandung eines Hohlleiters von quadratischem Quer- sprechen.

schnitt gezeigt. In F i g. 1 b ist eine aus Widerstands- 40 Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben material bestehende Rippe 12 zwischen dem inneren sich am besten aus der Darstellung der F i g. 1 a Leiter und dem äußeren Leiter eines aus einem und Ib. Es ist in vielen Fällen möglich, die Aus-Koaxialleiter bestehenden Hohlleiters vorgesehen, kuppelmittel direkt vollständig in dem Hohlleiter wobei an der Innenwand des Außenleiters ein Vor- anzuordnen. Beispielsweise können zwei Kristallsprung 13 vorgesehen sein kann. Metallische Vor- 45 dioden, die die Lage der punktierten Pfeile haben, Sprünge werden in den Teilen verwendet, in welchen vorgesehen sein. Es ergibt sich dann die Aufteilung hohe Feldstärken erwünscht sind, und Rippen aus der Leistung und die Ableitung des Wiedergabesignals Widerstandsmaterial werden an den Stellen vorge- innerhalb desselben Raumteiles. Es ist weiter festzusehen, an welchen geringe Feldstärken auftreten sol- stellen, daß die Feldausbildung in der Verzweigung len. Die unsymmetrische Schwingungsform der 50 die Anwendung von in einer Linie zueinander liegen-F i g. 1 b kann als eine Mischung der symmetrischen den Kopplungsmitteln gestattet. So können beispiels-Schwingungsform TE_n und TEM Schwingungsformen weise die Kopplungsmittel symmetrisch in bezug auf angesehen werden. Eine andere Art, in einem ko- die die Feldverteilung störenden Mittel, beispielsweise axialen Hohlleiter solche gemischte Schwingungs- die mit 11, 12 und 13 bezeichneten Mittel, angeordformen zu erzielen, die entweder an Stelle der zuvor 55 net sein, was eine einfache Bearbeitung zur Folge hat; erörterten Mittel oder zusätzlich angewendet werden die Impedanzanpassung kann in einfacher Weise dakann, bestellt darin, daß der Hohlleiter von einer durch erfolgen, daß die Mittellinie der Koppelmittel unsymmetrischen Verzweigung aus erregt wird, bei- in einer senkrechten Richtung zu der Bezugsrichtung, spielsweise dadurch, daß das eine Ende des äußeren beispielsweise zu der Richtung e-e liegt.
Hohlleiters mit dem Flansch eines horizontal polari- 60 Es soll nun angenommen werden, daß die gesierten Klystrons verbunden wird, so daß die vertikal strichelten Linien das elektrische Feld der zu empsich erstreckende Schlitzblende 14 des Flansches nach fangenden Welle angeben und daß die ausgezogenen rechts in bezug auf die Mittellinie des Hohlleiters Linien das elektrische Feld einer senkrecht erzeugten versetzt ist, so daß eine höhere Feldstärke in dieser Überlagererwelle angeben und daß das Auskoppel-Hälfte des Hohlleiterquerschnittes sich ergibt. Hierbei 65 organ aus Kristalldioden oder ähnlichen Organen können kleinere unsymmetrische Reflexionen, die auf besteht, die in Richtung der großen Pfeile vorgesehen Unregelmäßigkeiten in dem Hohlleiter und Un- sind. Da die relative Phase der Überlagererwelle und Symmetrien der im Hohlleiter vorgesehenen Gleich- der zu empfangenden Welle in den beiden Kristall-

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dioden entgegengesetzt liegt, liegt die Schwebungs- schlußklemme 39 und einer mit der Hohlleiterwanfrequenz, d. h. die Differenz zwischen der empfange- dung verbundenen Klemme 40 bildet einen Gleichnen Welle und der örtlich überzeugten Welle, gegen- stromabflußweg, an welchem sich die ein Maß für phasig in den beiden Kristalldioden. Die relative den Strom bildende Spannung der Klemme 39 ausPhase zwischen der Überlagererwelle und der Stör- 5 bildet; der Widerstand ist so gewählt, daß, unter geräuschwelle, die sich aus Schwankungen im Über- Berücksichtigung der für das Meßinstrument benötiglagerer ergibt, ist indessen in jedem Kristall gleich. ten Spannung, sich eine möglichst geringe Vorspan-Wenn daher die Polarität der Kristalle und der Aus- nung der Kristalldioden ergibt. Die Wechselstromkoppelorgane so gewählt wird, daß eine Subtraktion komponenten der Kristalldioden, welche unerder Ströme in den beiden Kristalldioden stattfindet, io wünschte Kriechstromfelder bilden würden, werden hebt sich das durch den örtlichen Überlagerer hervor- von den Klemmen 39 über Kondensatoren 38, die gerufene Störgeräusch heraus, und es wird die Schwe- parallel zu dem Widerstand 37 liegen, abgeleitet, bungswelle übertragen, so daß man es mit einer in der Der nach außen gerichtete Flansch 35' des Leiters

Frequenz unabhängigen Brückencharakter besitzen- 35 ist durch eine dünne Glimmerschicht 41 von der den Mischstufe zu tun hat. Drei zweckmäßige An- 15 Querwand 42 des Hohlleiters 21 isoliert, und Verwendungsformen einer solchen Mischstufe sind in den bindung zu dem Leiter 35 erfolgt über eine Schraube F i g. 2, 5 und 11 beschrieben. 43, die eine in einem Loch der Wand 42 vorgesehene

In F i g. 2 ist ein Abschnitt eines rechteckigen isolierende Buchse aus einem Phenolisolierstoff Hohlleiters 21 auf einer Grundplatte 22 angeordnet, durchse'tzt. Die Schraube 43 ist mit einer Anschluß- und an dem Hohlleiter ist das hintere Fenster einer 20 klemme 45 verbunden, welche die Klemme zur Abüblichen röhrenförmigen Kristallsicherung 23 mittels nähme der Zwischenfrequenz bildet, wobei die eines Flansches 24 am vorderen Ende des Hohlleiters Schraube 43 von einer Haube 46 aus Kitt überdeckt 21 befestigt. Das vordere Fenster der Sicherungsröhre ist.

23 ist in einer Öffnung 25' zentriert, welche in dem In dem Hohlleiter 21 befindet sich weiterhin eine

Flansch 25 vorgesehen ist; der Flansch ist am vorde- 35 dielektrische Trennwand 47, die im Abstand von der ren Ende der Platte 22 angeschweißt, und durch ihn dem Schutz der Kristalldioden dienenden Röhre 23 wird Mikrowellenenergie von einem Hohlleiter mit angeordnet ist und einen Impedanztransformator entsprechendem Flanschstück zugeführt. bildet; ferner ist eine Rippe 48 aus Verlust behaftetem

An der unteren Seite des Hohlleiterstückes 21 ist Material, beispielsweise bestehend aus metallisiertem ein übliches Reflexklystron 26, das eine Arbeits- 30 Epoxy-Kunstglas, in dem Hohlleiter so vorgesehen, frequenz zwischen 8,5 und 9,6 kMHz hat, angeordnet. daß die Rippe sich längs einer die Achsen der Kri-Der Auskoppelhobiraum 27 des Rohres 26 ist über stalldioden 34 in der Mitte durchsetzenden Ebene eine in der Grundplatte 22 vorgesehene sich in der erstreckt, wobei die Rippe zwischen der Trennwand Längsrichtung erstreckende Schlitzplatte 28 an den 47 und dem Flansch 35' liegt, wie dies in F i g. 3 Hohlleiter 21 angekoppelt, wobei die durch die 35 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Schlitzblende übertragene Leistung durch eine Im Betrieb wird ein vertikal polarisiertes Signal

Dämpfungsplatte 29 geändert werden kann, welche in über das Sicherungsrohr 23 zugeführt, ohne daß eine einem Schlitz in der unteren Seite der Platte 22 ver- Störung der Schwingungsform durch die Rippe 48 schiebbar ist. Das Rohr 26 ist mittels eines Abstimm- stattfindet, und es ergeben sich elektrische Felder in stempeis 30 abstimmbar und ist verschiebbar in der 40 gleicher Richtung längs den Achsen der Kristall-Auskoppelkammer 27, wobei für die Zwecke der Ein- detektoren 34. Eine horizontal polarisierte Welle stellung ein Knopf 31 dient. Ein Zahnrad 32' dient eines örtlichen Überlagerer wird durch die Schlitzzur Einstellung des Potentiometers 32 und wirkt mit blende 28 zugeleitet und wird durch die Rippe 48 dem Außengewinde des Griffes 31 zusammen, so gestört, so daß elektrische Felder entgegengesetzter daß die Spannung der Bremselektrode des Rohres 26 45 Richtung längs den Achsen der Kristalldioden 36 durch das Potentiometer 32 eingestellt wird, wenn die erzeugt werden. Das elektrische Feld im Hohlleiter 1 Einstellung des Abstimmkolbens 30 erfolgt. Eine ist daher ähnlich der Darstellung der Fig. Ib, wobei kleine Schraube 33 erstreckt sich durch den Flansch die Rippe 48 der Wand 12 entspricht. Da die relativen 27' und dient dem Zwecke, das bei der Hersteller- Phasen der Welle des örtlichen Überlagerers und der firma der Abstimmbereich des Klystrons eingestellt 50 Empfangswelle entgegengesetzt in den beiden Kriwird. stalldioden liegen, ist die Zwischenfrequenzkompo-

Zwei Kristalldiodengleichrichter 34 erstrecken sich nente des Stromes in den beiden Kristalldioden in vertikal durch den Hohlleiterabschnitt 21 und werden Gegenphase, während die Phasen zwischen der örtunter Anwendung geschlitzter zylindrischer Leiter 35 liehen Überlagererwelle und der Störgeräuschwelle gegen die nach innen gerichteten Anschlußorgane an 55 des örtlichen Überlagerers gleich sind. Auf diese beiden Seiten gedrückt. Der Außenanschluß an jeden Weise heben sich die Störströme des örtlichen ÜberGleichrichter erfolgt unter Ausnutzung der Federkraft lagerers bei der Subtraktion der Kristalldiodenströme durch Anschlußkappen 36, die isoliert in bezug auf heraus, indem der Störstrom über die Leiter 35' und den Hohlleiterabschnitt 21 angeordnet sind. 43 zu der Zwischenfrequenzklemme 45 fließt. Die

Der in den Kristalldioden 34 erzeugte Gleichstrom 60 Komponenten des Hochfrequenzsignals und des örtwird als Spannung angezeigt, die sich an den Klem- liehen Uberlagerers werden über die Kapazität 41 men 39 an jeder Anschlußkappe 36 ausbildet, so daß zwischen den Leitern 35', 43 und 42 zu dem Massedie Energieauskopplung von dem örtlichen Über- punkt abgeleitet, so daß sich an der Klemme 45 eine lagerer und Abgabe an die Kristalldioden kontrolliert im Wege einer Gegentaktschaltung gewonnene Zwiwerden kann und die Dämpfungsplatte 29 in eine 65 schenfrequenz ergibt.

solche Lage gebracht werden kann, daß der Strom Verschiedene Eigenschaften sind im Zusammen-

innerhalb des optimalen Arbeitsbereiches der Kristall- hang mit der in F i g. 1 dargestellten Wellenverteilung dioden liegt. Ein Widerstand 37 zwischen der An- zu beachten. Es können beide Energiequellen am

einen Ende des Hohlleiters angeordnet sein, was eine einfache Art der Energiezuleitung darstellt. Die beiden Eingangsleitungen haben die gleiche relative Lage und Polarität wie bei üblichen aus einem »magischen T« gebildeten Verzweigungen, so daß sich nur eine geringe Abänderung in der Konstruktion der üblichen Mikrowellenbauteile ergibt. Die gesamte Energiezuleitung zu den Kristalldiodengleichrichtern erfolgt nur von der einen Seite, so daß man eine beträchtliche Freiheit in der Anordnung der Kristalldioden hat. Es können auf diese Weise Kristalldioden verwendet werden, welche für Arbeiten bei sehr hohen Frequenzen bestimmt sind und in Gehäusen untergebracht sind, die groß sind, verglichen mit den Abmessungen des Hohlleiters, wobei eine Kurzschlußplatte an dem einen Ende des Hohlleiters vorgesehen sein kann.

In F i g. 5 ist eine Ausführungsform gezeigt, die räumlich noch stärker gedrängt ist und die sich besonders eignet, wenn die Breitbandcharakter besitzende Stufe möglichst klein sein soll und möglichst geringes Gewicht haben soll. So ergibt sich bei Mikrowellengeräten, die auf Flugzeugen verwendet werden, die Aufgabe einer möglichst großen räumlichen Gedrängtheit. Bei dieser Ausführungsform besteht die Stufe aus einem rechteckigen Metallblock 50, der einen die Vorderfläche durchsetzenden rechteckigen Kanal 51 hat und so einen Rechteckhohlleiter bildet. Ein solcher Bauteil kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß durch einen Metallblock ein rechteckiges Loch gebohrt wird oder daß das Stück entsprechend gegossen wird. Wie F i g. 6 zeigt, ist durch die Fläche eines flachen Schlitzes, der an der Hinterseite des Blockes 50 vorgesehen ist, eine vertikale Kopplungsöffnung 52 eingeschnitten. In den Schlitz 54 ist eine aus Kunstglas bestehende Dämpfungskarte 55, die am rechten Ende eine Metallbekleidung 56 hat, welche in der Mitte der Karte 55 V-förmig ausläuft, vorgesehen. Die Karte kann dadurch verschoben werden, daß in die schmalen Enden des Schlitzes 54 ein Stift eingesetzt wird und mit demselben die wirksame Länge des koppelnden Schlitzes 52 verändert wird. Die Karte 55 behält ihre Lage bei, weil Gummipolster 58 vorgesehen sind, die Reibung verursachen.

Im Inneren des Blockes 50 sind zwei Kristalldioden 61 und 62 in einer durch die Pfeile angedeuteten Polarität angeordnet, so daß die Ströme in dem Verbindungsblock 64, der das Innere eines jeden Diodengleichrichters abstützt, sich subtrahieren. Die Differenz der Kristalldiodenströme wird über den metallischen Leiter 65, welcher in ein kleines Loch des Blockes 64 eingelötet ist, nach außen geleitet, wobei der Leiter 65 isoliert an der linken Seite des Blockes 50 heraustritt.

Mehrere Schraublöcher 66 sind von vorn und von hinten in den Block 50 eingebohrt, so daß an der Vorderseite des Blockes Bauteile angeschraubt werden können, welche eine vertikal polarisierte Empfangswelle zuführen, während eine horizontal polarisierte örtlich erzeugte Überlagererwelle durch die Kopplungsöffnung 52 von der Hinterseite des Blockes her zugeführt wird. Die Signalwelle wird durch den Leiter 65 nicht gestört und bildet eine symmetrische Schwingungsform, deren elektrische Feldlinien die gleiche Richtung haben in den Kristalldioden 61 und 62. Die Welle des örtlichen Überlagerers wird durch den Leiter 65 gestört, und es bildet sich eine unsymmetrische senkrechte Schwingungsform aus, deren elektrische Feldlinien in entgegengesetzter Richtung die Kristalldioden 61 und 62 durchsetzen. Die Feldverteilung ist daher ähnlich der in F i g. 1 a gezeigten, wobei der Leiter 65 die Rolle der Rippe 11 übernimmt. Da der Strom in dem Leiter 65 der Differenzstrom der beiden Kristalldiodenströme ist, ergibt sich in ähnlicher Weise wie zuvor eine Zwischenfrequenz, die im Wege einer Gegentaktschaltung abgeleitetwurde.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 7 sind die Kristalldioden 61, 62 in Kappen 63 angeordnet, welche aus einem äußeren Mantelteil 67 bestehen, der in die obere Fläche des Blockes 50 eingeschraubt werden kann und eine Verbindung mit dem Massepunkt der Schaltung bewirkt. Der Mantelteil 67 hat eine nach innen gerichtete ringförmige Schulter 68, und es ist oberhalb derselben eine isolierte Drahtwicklung 69 vorgesehen. Ein ringförmiger, aus silberplatierter Keramik bestehender Kondensator 71 ist unterhalb der Schulter 68 vorgesehen und trägt eine Kontakthülse 72, die gegenüber der Kappe 67 isoliert ist. Weiterhin dient zur Halterung und Isolierung eine ringförmige Kittstelle 73. Ein zylindrischer Widerstand 74 ist zwischen dem nach außen gerichteten Ende der Hülse 72 und dem Außenteil der Kappe 67 vorgesehen. Eine dünne Glimmerscheibe 75, die durch die Kittung 73' an der Innenseite der Kappe 67 festgelegt ist, verhindert, daß die Zuführungsleitungen des Widerstandes 74 die Ausgangsklemme 76 berührt, welche mittels der Keramikscheibe 77 gegenüber der Kappe 67 isoliert ist. Die Spule 69 ist zwischen dem nach außen gerichteten Ende der Hülse 72 und der Klemme 76 angeordnet und mit letzterer durch die Dichtung 73' hindurch verbunden. Der nach außen führende Stift 78 einer jeden Kristalldiode macht innigen Kontakt mit Kontaktfingern, die an der Hülse 72 vorgesehen sind. Die nach innen gerichteten Stifte 79 ragen axial in das Verbindungsstück 64 hinein und werden in gutem Kontakt mit demselben durch zwei Federringe 81 gehalten, welche in Nuten 82 eingesetzt sind. Ein kurzer zylindrischer Stutzen 83 in der Nähe der äußeren Kante des Kopplungsschlitzes 52 unterstützt die Ankopplung der örtlich erzeugten Überlagererwelle mit den Kristalldioden 61, 62.

Wie F i g. 8 zeigt, ist der Leiter 65 in ein Loch in dem Verbindungsblock 64 eingelötet und erstreckt sich nach links durch die Wandung des Blockes 50 hindurch und bildet den Innenleiter 84 eines Koaxialkabelanschlusses 85, der zum Anschluß an den Zwischenfrequenzkreis dient. Der Außenleiter des Koaxialkabelanschlusses wird durch einen an der Innenseite mit Gewinde versehenen Ring 86 gebildet, der mit einer Buchse 87 in leitender Verbindung steht, welche die Wandung des Blockes 50 durchsetzt. Der Leiter 85 ist gegenüber der Buchse 87 durch eine aus keramischem Material bestehende Drosselanordnung 88 isoliert, welch letztere mit der Innenwandung der Buchse 87 verkittet ist. Die Leitungseigenschaften des Leiters 65 gegenüber der Buchse 87 sind die eines einen niedrigen Wellenwiderstand besitzenden Koaxialleiterabschnittes α von der Länge einer viertel Wellenlänge und eines einen hohen Wellenwiderstand besitzenden Abschnittes B in Form einer Resonanzeigenschaften besitzenden Ringnut. Die Kombination dieser beiden Abschnitte bildet einen Breitbandcharakter besitzenden Nebenschluß zum Massepunkt für das hochfrequente Empfangssignal und die Fre-

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quenzen des örtlichen Überlagerers, während die gegenüberliegende flache Wandungsteile 93, durch niedrige Zwischenfrequenz weitergeleitet wird. Diese welche je ein Kristalldiodengleichrichter 95 einge-Anordnung bietet den weiteren Vorteil, daß nicht eine steckt ist, wobei die Kristalldioden an der einen Seite starke Nebenschlußkapazität eingeführt wird, welche eine stiftförmige Klemme 96 haben und am anderen sich nachteilig auf die Empfindlichkeit der nachfol- 5 Ende 97 nach Art einer Patrone abgeschlossen sind, genden Zwischenfrequenzkreise auswirken könnte. Die Teile 97 sind in Federbuchsen 64 andeordnet,

Die Wirkungsweise der in F i g. 5 dargestellten welche an den flachen Teilen 93 angekittet sind, so Anordnung entspricht dem Ersatzschaltbild der daß die Buchsen von dem Hohlleiter isoliert sind und F i g. 9. Der Gleichstrom in den Kristalldioden 61 für die Hochfrequenz ein Nebenschluß geboten wird, und 62 wird durch die an den Klemmen 76 auf- io Die Stifte 96 durchsetzen einen zylinderförmigen tretende Spannung kontrolliert, so daß auf diese Leiter 98, mit dem sie verbunden sind. Der Leiter Weise eine Überwachung der Ankopplung des ort- 98 ist an einen metallischen Träger 99 angelötet, Jichen Überlagerers an die Kristalldioden möglich ist welch letzterer eine vertikale Trennwand bildet und und man die Dämpfungsplatte 55 in eine solche Lage wiederum an dem äußeren Hohlleiter 92 angelötet ist. bringen kann, daß der Strom innerhalb des günstig- 15 Drei Metallstifte 102 erstrecken sich unter 45° in sten Arbeitsbereiches der Kristalldetektoren liegt. Die bezug auf die vertikale Richtung in den Hohlleiter 92 Wechselstromkomponenten des Kristalldiodenstromes, hinein und bilden Platten, deren Länge eine viertel welche nachteilige Streufelder zur Wirkung haben Wellenlänge beträgt. Das linke Ende des Hohlleiters könnten, werden von den Klemmen 76 durch ein 92 ist mit einem Flansch 103 abgeschlossen, welcher Netzwerk ferngehalten, welches aus der Serieniduk- ao an den Flansch eines stabilen Reflexklystrons 104 tivität 69 und dem Nebenschlußkondensator 71 be- paßt, so daß eine horizontal polarisierte Welle durch steht. Widerstände 74 bilden einen Nebenschluß für den vertikalen Schlitz 105 eingestrahlt wird. Ein für den Gleichstrom zum Massepunkt hin, und es wird diese Zwecke geeignetes Klystron ist ein Klystron, die dem zu messenden Strom entsprechende Span- dessen Arbeitsfrequenz bei 10 250 kHz liegt. Das nung an den Klemmen 76 erzeugt. Die Widerstände 95 vordere Ende des zylindrischen Hohlleiters 92 ist 74 werden so gewählt, daß sich eine möglichst geringe dadurch abgeschlossen, daß das sich verjüngende Vorspannung der Kristalldioden 61, 62 ergibt, inso- Ende eines zylindrischen dielektrischen Antennenweit dies mit den Forderungen des Spannungsmeß- leiters 106 eingepaßt ist, wodurch ein einfacher gerätes verträglich ist. Bei einer praktischen Aus- wasserdichter Abschluß erzielt ist. führungsform hatte der Widerstand 74 einen Wert 30 Der Hohlleiter 92 ist in einfacher Weise dadurch von 22 Ohm, und es wurde der Gleichstrom der herzustellen, daß ein glattes zylindrisches Rohr unter Kristalldiode zwischen 0,5 und 1 Milliampere gehal- Druck durch ein Gummipreßgerät verformt wird, so ten. Die Subtraktion der die Kristalldioden durch- daß sich die erhabenen Teile 93 und Bohrmarken für fließenden Ströme an der Zusammenschlußstelle mit die Kristalldioden 95 und die Viertelwellenlangendem Leiter 65 beseitigt die Störgeräusche, die auf 35 stifte 102 gebildet werden. Nach dem Zusammenbau Schwankungserscheinungen im örtlichen Oszillator der Anordnung wird eine kleine Sicke 107 in die zurückgehen, und es werden die Hochfrequenzkern- Wandung des Hohlleiters 92 eingepreßt, und zwar in ponenten der Schwingung des örtlichen Überlagerers der die Mittellinien der Kristalldioden 95 durch- und der Empfangsschwingung über den Leitungs- setzenden Querebene und im gleichen Abstand von abschnitt 88 abgeleitet, so daß sich an der Ausgangs- 40 den Dioden. Die Sicke 107 entspricht dem Vorsprung klemme85 allein die Schwebungsfrequenz bildet. 13 in Fig. Ib und bildet ein Mittel, welches eine

In Fig. 10 ist eine Mischstufe gemäß Fig. 5 im geeignete Asymmetrie für eine horizontal polarisierte Zusammenbau mit einem Reflexklystron 90 und Schwingungsform in dem Hohlleiter bildet, der aus einem Rohr 91 zur Sicherung der Kristalldioden ge- den koaxialen Leitern 92 und 98 besteht. Ein kleiner zeigt, wobei die Eingangsenergie über letzteres Rohr 45 zylindrischer Hohlraum 108 ist in das Ende der Anzugeführt wird. Bei einer Ausführungsform wurden tenne 106 eingebohrt und bildet in einfacher Weise zwei aufeinander abgeglichene Kristalldioden, welche einen Impedanztransformator von der Länge einer den gesamten Wellenbereich zwischen 8,5 bis 9,6 viertel Wellenlänge zum Anpassen der Antenne 106 kMHz beherrschen, und ein Sicherungsrohr 91 ver- an den Hohlleiter 92. Bei Anwendung dieses Transwendet. Die Dimensionen der Mischstufe betrugen 50 formationsstückes brauchen keine zusätzlichen Blennur 19 X 41,5 X 41,5 mm und das Gewicht nur den in dem Hohlleiter vorgesehen zu werden, und es 184 g, wobei die Stufe aus Messing hergestellt war. ergibt sich eine größere Stabilität der Schwingungs-Eine Anordnung gemäß Fig. 10 hatte die Dirnen- formen.

sionen 71,5 X 63,5 X 41,5 mm und wog 397 g. Bei Im Betrieb durchsetzt die horizontal polarisierte

dieser Ausführungsform ergab sich eine Geräuschzahl 55 Welle des örtlichen Überlagerers 104 die vertikale von weniger als 10 db, wobei 3 db bei 30 MHz durch Wand ohne Störung. Die Sicke 107 bedingt eine kleine Zwischenfrequenzgeräusch und Spiegelfrequenzanteil Unsymmetrie, so daß ein kleiner Teil der eingestrahlbedingt war. Derartige Empfindlichkeiten konnte man ten Leistung auf die Kristalldioden 95 übertragen bisher nur mit Anordnungen erzielen, die wesentlich wird, wobei das elektrische Feld in jedem Kristall, größer waren und ein beträchtlich höheres Gewicht 60 wie durch die starken Feldlinien in Fig. Ib gezeigt hatten. wurde, entgegengesetzt liegt. Die übertragene Welle

In F i g. 11 ist eine räumlich gedrängte und robuste geht dann zu den Platten 102 und wird in eine nach für Duplexbetrieb geeignete Mischstufe gemäß der rechts zirkulär polarisierte Welle übergeführt, die Erfindung gezeigt, welche beispielsweise zur Anzeige dann durch die Antenne 106 abgestrahlt wird. Die sich bewegender Objekte in einem Gerät zur Über- 65 reflektierte Welle, welche von der Antenne 106 aufwachung des Verkehrs dienen kann. Ein zylindrischer genommen wird und in den Hohlleiter 92 geleitet Hohlleiter 92, der aus Gründen besserer Übersicht- wird, ist links zirkulär polarisiert. Die Stäbe 102, lichkeit durchsichtig dargestellt ist, hat zwei diametral deren Länge eine viertel Wellenlänge beträgt, trans-

formieren die empfangenen Wellen in eine vertikal polarisierte Welle, deren Anordnung im wesentlichen den punktierten Linien der Fig. Ib entspricht. Wenn an Stelle der Stäbe 102 ein um 45° drehender Faraday-Rotor verwendet wird, ist die Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche, mit Ausnahme des Unterschiedes, daß die ausgesendeten und wieder empfangenen Wellen in einer Ebene polarisiert sind. Der vertikale Träger 99 verhindert eine Übertragung der empfangenen Wellen auf den Oszillator 104, und id es wird praktisch die gesamte empfangene Energie von den Kristalldioden 95 aufgenommen. Die Anschlußkappen 97 sind an einen gemeinsamen Verbindungszweig angeschlossen, so daß sich ein Signal ergibt, welches der Differenz der Kristalldiodenströme entspricht. Da die aufgenommenen elektrischen Felder in den beiden Kristalldioden 95 die gleiche Richtung haben, ergibt sich eine Schwebungsfrequenz, welche dem Frequenzunterschied zwischen der ausgesendeten und der empfangenen Welle entspricht, so und die Schwebungswelle hat eine Amplitude, welche die Schwankungen der reflektierten Welle, nicht aber die der ausgesendeten Welle aufweist. Die Frequenz des Signals liefert eine Information über die Geschwindigkeit des reflektierenden Objektes und die »5 Amplitude eine Information über die Art und die Lage desselben.

Gegenüber den dargestellten Ausführungsformen können im Rahmen der Erfindung Abweichungen insbesondere in den nachfolgenden Richtungen vorliegen: Es können die verschiedensten Hohlleiterquerschnitte verwendet werden, welche senkrechte Schwingungsformen zulassen. Wie bei jeder symmetrischen Verzweigung können die Funktionen der betrachteten Eingangsklemmen vertauscht werden. Beispielsweise können die Anschlußstellen der Signalwelle und der Welle des örtlichen Überlagerers vertauscht werden, oder es kann die die Schwebungswelle tragende Klemme mit einer Modulationsfrequenz beaufschlagt werden, zu dem Zweck, daß eine zugeführte Trägerwelle die andere Stelle der Mischanordnung als modulierte Trägerwelle verläßt. Wenn man relative Gleichrichterdioden an Stelle ohmisch wirkender Gleichrichterdioden verwendet, können auch die Funktionen eines parametrischen Verstärkers erzielt werden.

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Mikrowellenleiterverbindungsstück mit vier Anschlüssen, bei dem elektrische Energie von einem Anschluß nur jeweils an zwei der verbleibenden drei Anschlüsse abgegeben werden kann, das aus einem Hohlleiterabschnitt besteht, in dem zwei in Längsrichtung fortschreitende dominante orthogonale Schwingungen unterhalten werden, von denen der Verlauf der elektrischen Feldlinien der einen Schwingung symmetrisch zu einer Äquipotentiallinie der Feldlinien ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Schwingung so erzeugt wird, daß ihre elektrischen Feldlinien zu allen ihren Äquipotentiallinien asymmetrisch sind, und in dem Bereich, in dem die elektrischen Feldlinien beider Schwingungen gleichgerichtet sind, und in dem Bereich, in dem die Feldlinien beider Schwingungen entgegengerichtet sind, Auskopplungsmittel vorgesehen sind.

2. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskopplungsmittel selbst Gleichrichterwirkung besitzen.

3. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskopplungsmittel Kristalldioden sind.

A. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtenden Auskopplungsmittel miteinander fluchtend angeordnet sind.

5. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsstörungsmittel, welche zur Erzeugung der asymmetrischen Schwingung dienen, längs einer die Verbindungslinie der beiden Auskopplungsmittel rechtwinklig und symmetrisch durchschneidenden Ebene vorgesehen sind.

6. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Einkopplungsmittel für die eine Schwingung an einem Ende des Hohlleiterabschnittes und weitere Einkopplungsmittel für die andere Schwingung an einer Seitenwand des Hohlleiterabschnittes vorgesehen sind.

7. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkopplungsmittel für die eine Schwingung am einen Ende des Hohlleiterabschnittes und die Einkopplungsmittel für die andere Schwingung am anderen Ende des Hohlleiterabschm'ttes vorgesehen sind.

8. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gleichrichtenden Auskopplungsmittel in Gegentaktschaltung miteinander verbunden sind.

9. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß entgegengesetzt gepolte Enden der Kristalldioden sich von den Wandungen des Hohlleiters nach innen zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt erstrecken.

10. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach sprach 9, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Verbindungspunkt isoliert ein Leiter durch die Wandung des Hohlleiterabschnittes in einer Richtung herausgeführt ist, die senkrecht zu der Verbindungslinie der beiden Kristalldioden liegt.

11. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung des herausgeführten Leiters gegenüber der Wandung des Hohlleiterabschnittes durch eine Nebenschlußkapazität für ein breites Band der Hochfrequenzkomponenten der beiden Schwingungen erfolgt, wobei die Nebenschlußkapazität aus einem Leitungsabschnitt besteht und in Hintereinanderschaltung von Viertelwellenlängen-Koaxialabschnitt von niedrigem Wellenwiderstand und einem einen hohen Widerstand besitzenden, aus einer Ringnut mit Resonanzeigenschaften bestehenden Abschnitt gebildet wird.

12. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Außenklemmen vorgesehen sind und ein Stromkreis zwischen den äußeren Enden der beiden Kristalldiodengleichrichter und den Klemmen vorgesehen ist, der die Wechselstromkomponenten der Kristalldiodenströme aus-

filtert und an den Klemmen eine Spannung erzeugt, welche der Gleichstromkomponente der Kristalldiodenströme entspricht.

13. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anschlußklappen vorgesehen sind, an denen die äußeren Enden der Kristalldiodengleichrichter befestigt sind, und daß die Außenklemmen außen an den Kappen angeordnet sind und in den Kappen die Stromkreise vorgesehen sind, welche die Wechselstromkomponenten ausfiltern.

14. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kappe eine Hülse isoliert angeordnet ist, welche als Halterung für einen Kristalldiodengleichrichter dient.

15. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Einkopplungsmittel für eine Signalwelle diese in Richtung der Verbindungslinie der beiden Kristalldiodengleichrichter polarisieren und Einkopplungsmittel für eine senkrecht dazu polarisierte Überlagererwelle an der Wandung des Hohlleiters vorgesehen ist.

16. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Einkopplungsmittel für eine in Richtung der Verbindungslinie der beiden Kristalldiodengleichrichter polarisierte Signalwelle an einem Ende des Hohlleiterabschnittes und am anderen Ende des Hohlleiterabschnittes Einkopplungsmittel für eine senkrecht dazu polarisierte Überlagererwelle vorgesehen sind.

17. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein quaderförmiger Block von der einen Seite her einen Rechteckhohlleiter bildet und an der anderen Seite mit einer Schlitzkopplung für einen örtlichen Überlagerer versehen ist.

18. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als örtlicher Oszillator ein Reflexklystron und/oder ein Sicherungsrohr zum Schutz der Kristalldioden gegen die Signalwelle vorgesehen ist.

19. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung des örtlichen Oszillators aus einer nach vorwärts gerichteten Welle und die Schwingung der Signalwelle durch eine nach rückwärts gerichtete reflektierte Welle einer Duplexmischstufe gebildet werden.

20. Mikrowellenleiterverbindungsstück nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende des Hohlleiterabschnittes ein Generator vorgesehen ist, der eine in Richtung der Verbindungslinie der Kristalldiodengleichrichter polarisierte Welle erzeugt, daß sich eine Trennwand quer zu der genannten Richtung erstreckt und zwischen dem Generator und den Kristalldiodengleichrichtern liegt und daß eine Antenne am vorderen Ende des Hohlleiters angesetzt ist und zwischen den Kristalldiodengleichrichtern und dem Anschlußpunkt der Antenne Mittel vorgesehen sind, welche die Polarisation der ausgesendeten und der empfangenen Wellen umformen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen