DE1286164B

DE1286164B - Mikrowellen-UEbertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1286164B
Application number: DES105631A
Authority: DE
Inventors: Fejer Jules Andrew; Cabion Paul Joseph
Original assignee: South African Inventions Development Corp
Current assignee: South African Inventions Development Corp
Priority date: 1965-09-03
Filing date: 1966-08-31
Publication date: 1969-01-02
Also published as: DE1953651U; CH442444A; US3434147A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft Mikrowellen-Übertragungs- Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Vorrichtungen, insbesondere Mikrowellen-Übertra- Fig. 4 ein Vektordiagramm in der Ebene4-4 in

gungsvorrichtungen zur Verwendung in elektroni- F i g. 2,

sehen Abstandsmeßanlagen. F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 2,

In solchen Anlagen wird eine erste Strahlung von 5 F i g. 6 ein Vektordiagramm anderer Vektoren in einem Punkt an einen fernen Punkt gesendet. Am der Ebene 4-4 in F i g. 2 und ersten Punkt wird eine zweite Strahlung vom fernen Fig. 7 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 mitDar-

Punkt empfangen, und ein Teil der ersten Strahlung stellung der erfindungsgemäß vorgesehenen Gitter, wird mit der empfangenen zweiten Strahlung ver- Die im folgenden zu beschreibende Hohlleiterglichen, ίο anordnung soll in üblichen elektronischen Abstands-

Die Erfindung betrifft vor allem die Art und meßeinrichtungen verwendet werden, die mit Mikro-Weise, in der ein Teil der ersten Strahlung im ersten wellen arbeiten. Insbesondere soll die Vorrichtung in Punkt abgenommen wird, und durch die Erfindung eine »Haupt«-Station eingebaut werden, von der eine soll eine Mikrowellen-Übertragungsvorrichtung ver- erste Mikrowellenstrahlung an eine Folgestation abfügbar gemacht werden, bei der gewisse unerwünschte 15 gestrahlt wird. Eine zweite Mikrowellenstrahlung Reflexionen der Vorrichtung auf neuartige Weise wird von der Folgestation an die Hauptstation abeliminiert werden. gestrahlt, wo die empfangene Strahlung mit einem Es ist eine Mikrowellen-Übertragungsvorrichtung Teil der abgehenden Strahlung verglichen wird, um bekannt, die mit einem ersten Hohlleiter versehen ist, eine Phaseninformation zu erhalten, die mit dem der eine erste Mikrowellenstrahlung von einem »0 Abstand zwischen den Stationen in Beziehung steht. Sender an eine Antenne überträgt und aus einer Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist ein erster Eingangssektion und einer Ausgangssektion besteht, Hohlleiter 10 so aufgebaut, daß er eine erste Mikroeinem zweiten Hohlleiter, der am Verbindungspunkt Wellenstrahlung von einem nicht dargestellten Sender der beiden Sektionen an den ersten Hohlleiter ange- an eine nicht dargestellte Antenne weiterleiten kann, schlossen ist, Einrichtungen, mit denen in einer 95 Diese erste Strahlung ist in einer vertikalen Ebene ersten vorgegebenen Ebene polarisierte Mikrowellen- polarisiert, die im folgenden einfach als Sendeebene strahlung daran gehindert wird, durch die Eingangs- bezeichnet werden soll. Der Hohlleiter 10 besteht Sektion hindurchzulaufen, und Einrichtungen, mit aus einer Eingangssektion 11, die rechteckigen Querdenen in einer zweiten vorgegebenen Ebene laufende schnitt hat, und einer Ausgangssektion 12, die Mikrowellenstrahlung daran gehindert wird, durch 30 quadratischen Querschnitt hat. Ein zweiter Hohlden zweiten Hohlleiter hindurchzulaufen, während leiter 13, der rechteckigen Querschnitt hat, ist an der die Ausgangssektion Mikrowellenstrahlungen hin- Verbindung der Eingangs- mit der Ausgangssektion durchläßt, die in wenigstens den beiden vorgegebenen angeschlossen.

Ebenen polarisiert sind (österreichische Patentschrift Die Antenne der Hauptstation ist ferner so ange-

232 056). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die 35 ordnet, daß sie die zweite Mikrowellenstrahlung von Eingangssektion ein Hohlleiter mit rechteckigem der Folgestation empfängt. Diese zweite Strahlung Querschnitt, und der zweite Hohlleiter ist gegen ist in einer Ebene polarisiert, die senkrecht zur dessen Schmalseiten so geneigt, daß ein dieser Sendeebene liegt. Die Ebene der zweiten Strahlung Neigung entsprechender Teil der in der zweiten soll im folgenden der Einfachheit halber als Emp-Ebene polarisierten Mikrowellenstrahlung in den 40 fangsebene bezeichnet werden, zweiten Hohlleiter gelangen kann. Der Nachteil Eine der ersten Anforderungen an die erfindungs-

dieser Vorrichtung besteht darin, daß der Teil, der gemäße Vorrichtung besteht darin, daß die in der in den zweiten Hohlleiter gelangen kann, durch die .Sendeebene polarisierte Strahlung durch den Hohl-Konstruktion festliegt und nicht an wechselnde Ver- leiter 10 zur Antenne laufen kann, nicht jedoch hältnisse angepaßt werden kann. 45 durch den zweiten Hohlleiter 13 in den Empfänger.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß bei einer Weiter muß in der Empfangsebene polarisierte Vorrichtung dieser Art vermieden, wenn wenigstens Strahlung von der Antenne durch die Ausgangszwei Sonden in die Ausgangssektion hineinragen und Sektion und den zweiten Hohlleiter 13 zum Empso angeordnet sind, daß sie einen Teil der ersten fänger laufen können, nicht jedoch durch die Ein-Mikrowellenstrahlung derart in Richtung auf die 50 gangssektion 11 zum Sender. Diese Probleme wer-Eingangssektion zurückstrahlen, daß der rück- den mittels zweier Gitter gelöst, deren Anordnung gestrahlte Teil nur in der erstgenannten Ebene in F i g. 7 dargestellt ist. polarisiert ist. Ein Gitter 14, das für in der Sendeebene polari-

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Er- sierte Strahlung transparent ist, für in der Empfangsfindung sind zwei als Sonden dienende Formteile 55 ebene polarisierte Strahlung aber undurchlässig ist, od. dgl. in Fortpflanzungsrichtung der ersten Mikro- ist über dem ersten Hohlleiter 10 an der Verbindung wellenstrahlung um eine viertel Wellenlänge von- der Eingangs- mit der Ausgangssektion angeordnet, einander entfernt, und zweckmäßigerweise ist jede Ein zweites Gitter 15, das für in der Empfangsebene Sonde so angeordnet, daß sie mit der zweiten vor- polarisierte Strahlung durchlässig ist, aber für in der gegebenen Polarisationsebene einen Winkel von im 60 Sendeebene polarisierte Strahlung undurchlässig, ist wesentlichen 45° einschließt. über dem Eingang des zweiten Hohlleiters 13 ange-

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeich- ordnet. Die Konstruktion solcher Gitter ist in der nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er- Mikrowellentechnik bekannt und braucht deshalb läutert werden; es zeigt hier nicht näher erläutert zu werden.

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Mikrowellen-Über- 65 Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist das Gitter 14 tragungsvorrichtung, unter einem Winkel gegen die Längsachse des ersten

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch die Vor- Hohlleiters 10 geneigt. Der Zweck dieser Neigung ist richtung nach Fig. 1, es, zu gewährleisten, daß in der Empfangsebene

Claims

3 4

polarisierte Strahlung an den Empfänger angepaßt wieder abstrahlen. In der Sendeebene ergibt sich wird. Das Gitter 15 ist so angeordnet, daß es einen also keine resultierende rückgestrahlte Strahlung, und Teil der Deckwand des Hohlleiters 10 bildet, um zu die einzige resultierende rückgestrahlte Strahlung, gewährleisten, daß in der Sendeebene polarisierte nämlich RAR plus RBR, liegt in der Empfangs-Strahlung an die Antenne angepaßt ist. 5 ebene. Wegen der Gitter 14 und 15 kann die riick-

Die nächste Forderung an die erfindungsgemäße gestrahlte Strahlung also nur durch den zweiten

Vorrichtung besteht darin, daß eine Probe der ge- Hohlleiter 13 zum Empfänger laufen und nicht durch

sendeten Strahlung abgezogen werden muß, um mit die Eingangssektion 11 zur Fehlanpassung an den

der empfangenen Strahlung verglichen zu werden. Sender. Es ist also eines der Merkmale der Er-

Diese Forderung wird durch die in F i g. 1 und 2 io findung, daß ein Teil der ersten Strahlung von den

dargestellte Konstruktion erfüllt. Sonden zurückgestrahlt wird und daß dieser Teil in

Zwei Sonden A und B sind so angeordnet, daß sie der Empfangsebene polarisiert ist, während die erste

in die Ausgangssektion des Hohlleiters 10 hinein- Strahlung in der Sendeebene polarisiert ist.

ragen. Die Sonden sind in Gehäuse 16 bzw. 17 Es kann passieren, daß ein Teil der ersten

montiert und verwenden Viertelwellen-Koaxial- 15 Strahlung von der Antenne reflektiert wird. Dieser

Transformatoren, um eine gute Verbindung mit den Teil ist selbstverständlich in der Sendeebene polari-

Ecken des Hohlleiters zu erhalten. siert, und wegen des Gitters 15 kann dieser Teil nicht

Die Sonden A und B sind in Fortpflanzungs- zum Empfänger laufen. Unangenehmer ist jedoch, richtung der ersten Strahlung um eine viertel Wellen- daß diese reflektierte Strahlung wiederum die Sonden länge voneinander entfernt, und die Sonde B liegt ao¹ zur Rückstrahlung anregt, und diese Rückstrahlung näher an der Antenne als die Sonde A. Weiter ist kann zum Empfänger laufen und die Genauigkeit der jede Sonde gegen die Vertikale derart geneigt, daß Abstandsmessung beeinflussen. Es ist jedoch ein sie mit dieser einen Winkel von 45° einschließt. Mit weiteres Merkmal der Erfindung, daß das nicht einanderen Worten, jede Sonde schließt mit der Sende- treten kann, und in Verbindung mit F i g. 5 und 6 Polarisationsebene einen Winkel von 45° ein. 35 soll der Grund dafür erläutert werden.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 In Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie5-5 in durch den Hohlleiter 10, gesehen in Richtung auf die F i g. 2 durch den Hohlleiter 10 dargestellt, gesehen Antenne; ersichtlich sind die Sonden beidseits der in Richtung auf den Sender. F i g. 6 ist ein Vektor-Längsachse des Hohlleiters 10 angeordnet. diagramm, in dem ein weiterer Satz Raumvektoren in

Wenn die erste Strahlung an den Sonden vorbei- 30 der Ebene4-4 in Fig. 2 dargestellt ist.

läuft, wird ein Teil der Strahlung von jeder Sonde In F i g. 6 zeigt der Vektor den Teil der ersten

zurückgestrahlt. Ein Teil der zurückgestrahlten Strahlung, der von der Antenne reflektiert ist. Wie

Strahlung wandert in Richtung zur Antenne und ein bereits erwähnt, ist dieser Teil in der Sendeebene

Teil in Richtung auf den Sender. Diese letztere polarisiert.

zurückgestrahlte Strahlung wird dazu verwendet, den 35 Die Vektoren RB1 und RA stellen die Rückbenötigten Teil abzuzweigen, und zwar auf eine in Strahlungen von den Sonden B bzw. A auf Grund Verbindung mit F i g. 4 zu beschreibende Weise. Die des reflektierten Teils dar. Wie im Falle der F i g. 4 in diesem Vektordiagramm dargestellten Vektoren können diese Vektoren wieder in ihre Komponenten stellen die Lage in der Ebene 4-4 gemäß F i g. 2 dar. in der Sende- bzw. Empfangsebene aufgespalten

Die Sende-Polarisationsebene wird durch den 40 werden. So hat der Vektor RBl die Komponenten

Vektor T bezeichnet. Der Teil der ersten Strahlung, RBT in der Sendeebene und RBR in der Empfangs-

der von der Sonde A in Richtung auf den Sender ebene, und der Vektor RA hat die KomponentenT

abgestrahlt wird, wird mit dem Vektor RA be- in der Sendeebene und RAR in der Empfangsebene,

zeichnet. In diesem Falle sind jedoch die Vektoren RBR und

Die Richtung des Vektors RA ist selbstverständ- 45 RAR gleich und entgegengerichtet, so daß die einzige

lieh parallel zur Sonde A. Der Vektor RA kann in resultierende Rückstrahlung von den Sonden auf

zwei Komponenten aufgespalten werden, eine Korn- Grund des reflektierten Teils in der Sendeebene

ponente RAT, die in der Sendeebene liegt, und eine polarisiert ist und deshalb nicht zum Empfänger

Komponente RAR, die in der Empfangsebene liegt. zurücklaufen kann. Es ist dabei zu beachten, daß in

Der Teil der ersten Strahlung, der von der Sonde B 50 diesem Falle der Vektor RB1 nicht um 180° ver-

in Richtung auf den Sender wieder abgestrahlt wird, setzt ist.

wird durch den Vektor RB1 dargestellt. Die Rieh- Schließlich soll erwähnt werden, daß die Eindring-

tung dieses Vektors ist selbstverständlich parallel tiefe der Sonden A und B in den Hohlleiter 10 ein-

zur Sonde B. Da das Vektordiagramm aber die Lage stellbar gemacht werden kann, um den Anteil der

in der Ebene 4-4 darstellt, liegt die wahre Lage des 55 ersten Strahlung ändern zu können, der abgezogen

Vektors RB1, wie durch den Vektor RB 2 darge- und dem Empfänger zugeführt wird,
stellt. Der Grund dafür liegt darin, daß die erste

Strahlung auf ihrem Wege von der Sonde A zur Patentansprüche:
Sonde B und nach Rückstrahlung von der Sonde B

zur Sonde A eine Phasenänderung von zwei viertel 60 1. Mikrowellen-Übertragungsvorrichtung mit

Wellenlängen durchmacht, d. h. 180°. Der Vektor einem Hohlleiter, der eine erste Mikrowellen-

RB 2 kann ebenfalls in zwei Komponenten aufge- strahlung von einem Sender an eine Antenne

spalten werden: RBT in der Sendeebene und RBR in überträgt und aus einer Eingangssektion und

der Empfangsebene. einer Ausgangssektion besteht, einem zweiten

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Vektoren RAT 65 Hohlleiter, der am Verbindungspunkt der

und RBT gleich und entgegengerichtet sind. Der beiden Sektionen an den ersten Hohlleiter

Grund dafür liegt darin, daß beide Sonden im angeschlossen ist, Einrichtungen, mit denen

wesentlichen den gleichen Anteil der ersten Strahlung in einer ersten vorgegebenen Ebene polarisierte

Mikrowellenstrahlung daran gehindert wird, durch die Eingangssektion hindurchzulaufen, und Einrichtungen, mit denen in einer zweiten vorgegebenen Ebene laufende Mikrowellenstrahlung daran gehindert wird, durch den zweiten Hohlleiter hindurchzulaufen, während die Ausgangssektion Mikrowellenstrahlungen hindurchläßt, die in wenigstens den beiden vorgegebenen Ebenen polarisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Son- ι« den in die Ausgangssektion hineinragen und so angeordnet sind, daß sie einen Teil der ersten Mikrowellenstrahlung derart in Richtung auf die Eingangssektion zurückstrahlen, daß der rückgestrahlte Teil nur in der erstgenannten Ebene polarisiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mikrowellenstrahlung in der zweiten vorgegebenen Ebene polarisiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden in Fortpflanzungsrichtung der ersten Mikrowellenstrahlung eine viertel Wellenlänge entfernt voneinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Sondenteile, die in die Ausgangssektion hineinragen, aufeinander zu konvergieren und daß die Sonden auf beiden Seiten der Längsachse der Ausgangssektion montiert sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sonde mit der zweiten vorgegebenen Polarisationsebene einen Winkel von im wesentlichen 45° einschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen