DE1295035B - Mikrowellenmischkopf aus einem Hohlleiterabschnitt - Google Patents

Description

Die deutsche Patentanmeldung P 12 86 161.9-35 hat ein Wellenleiterverbindungsstück mit vier Anschlüssen zum Gegenstand, bei dem elektrische Energie von einem Anschluß nur jeweils an zwei der verbleibenden drei Anschlüsse abgegeben wird und 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 Feldlinie ist und bei dem 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.

Bei der der Hauptpatentanmeldung entsprechenden Mikrowellenanordnung handelt es sich insbesondere um einen Mischkopf, bei dem die genannten Auskopplungsmittel als Gleichrichterdioden ausgebildet sind. Der Hohlleiterabschnitt selbst kann dabei von rundem oder von quadratischem Querschnitt sein, und es kann sich zur Festlegung der beiden orthogonalen dominierenden Schwingungsformen ein eine Unsymmetrie bedingender Leiter in den Hohlleiter hinein erstrecken.

Bei der Zusatzerfindung handelt es sich um einen Mikrowellenmischkopf, der auf den Grundprinzipien der Erfindung der Hauptpatentanmeldung aufbaut, bei dem jedoch die Einkopplung der einen der beiden zu mischenden Mikrowellenfrequenzen mittels eines Hohlleiters und der anderen Mikrowellenfrequenz mittels eines antennenartigen Leiters erfolgt, der in den den Mischkopf bildenden Hohlleiterabschnitt hineinragt.

Die Einkopplung der beiden zu mischenden Mikrowellenfrequenzen in einen aus einem Hohlleiterabschnitt bestehenden Mikrowellenmischkopf unter Anwendung eines Hohlleiters für die eine Mikrowellenfrequenz und eines in den Mischkopf selbst hineinragenden, als Antenne wirkenden Leiters ist bereits durch die französische Patentschrift 1 241 829 bekanntgeworden. Der zur Einkopplung der Überlagerfrequenz vorgesehene, antennenartig wirkende Leiter durchsetzt dabei die eine schmale Seitenwandung des in Form eines einseitig abgeschlossenen Hohlleiterabschnittes von schmal rechteckigem Querschnitt ausgebildeten Mischkopfes, während der zur Ableitung der Zwischenfrequenz dienende, vom Zusammenschlußpunkt der im Mischkopf vorgesehenen Dioden ausgehende Leiter die Deckelwandung des den Mischkopf bildenden Hohlleiterabschnittes durchsetzt, also senkrecht zu dem die Überlagerschwingung einkoppelnden antennenförmigen Leiter verläuft. Es findet daher nicht die den Gegenstand der Hauptpatentanmeldung bildende Lehre der Erzeugung der elektrischen Feldlinien der beiden zu mischenden Mikrowellenfrequenzen mit Bereichen unterschiedlicher relativer Feldrichtungen Anwendung.

Bei einem Mikrowellenmischkopf aus einem Hohlleiterabschnitt, der insbesondere einen im wesentlichen quadratischen Leitungsquerschnitt besitzt, in dem über axiale erste Einkopplungsmittel und an einer Seitenwand des Hohlleiterabschnitts vorgesehene zweite Einkopplungsmittel zwei fortschreitende dominante orthogonale Schwingungen unterhalten werden, von denen der Verlauf der elektrischen Feldlinien der einen Schwingung symmetrisch zu einer Äquipotentiallinie der Feldlinien ist und die elektrischen Feldlinien der anderen Schwingung zu allen ihren Äquipotentiallinien asymmetrisch sind, so daß ein Bereich, in dem die elektrischen Feldlinien beider Schwingungen gleichgerichtet sind, und ein Bereich, in dem die Feldlinien beider Schwingungen entgegengerichtet sind, ausgebildet wird, und bei dem in beiden Bereichen innerhalb des Hohlleiterabschnitts je eine Auskopplungsdiode in Längsrichtung miteinander fluchtend von den Wandungen des Hohlleiterabschnitts nach innen zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt ragt, von dem der den Zwischenfrequenzstrom abführende Leiter isoliert durch die Wandung des Hohlleiterabschnitts in einer Richtung herausgeführt ist, die senkrecht zu der Verbindungslinie der beiden Dioden liegt, nach Patentanmeldung P 12 86 161.9-35, wobei als zweites Einkopplungsao mittel ein von einer Seitenwand in den Hohlleiter ragender Antennenleiter dient, sind erfmdungsgemäß der Antennenleiter und der den Zwischenfrequenzstrom abführende Leiter gleichachsig zueinander angeordnet.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine isometrische Ansicht eines Mikrowellenmischkopfes gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Mikrowellenmischkopfes in F i g. 1, bei der Teile weggebrochen und die Einmündung des Wellenleiters für das Signal ersichtlich sind,

F i g. 3 eine Ansicht des Mikrowellenmischkopf es in F i g. 2 entlang der Linie 3-3 in Richtung der Pfeile und

F i g. 4 und 5 Ansichten anderer Ausführungsbeispiele der in der F i g. 3 gezeigten Einrichtung.

In den F i g. 1 bis 3 ist ein Mikrowellenmischkopf gemäß der Erfindung dargestellt. Die Mischeinrichtung weist einen rechteckförmigen metallischen Wellenleiterabschnitt 1 auf, der eine Endwand 1' hat. Der Wellenleiterabschnitt und die Endwand 1' bilden einen Mischhohlraum 2. In dem Mischhohlraum 2 sind zwei kollinear angeordnete Kristalldiodengleichrichter3 und 4 vertikal verlaufend angebracht und über ein Verbindungsstück 5 in Reihe geschaltet, das die entgegengesetzt gepolten, sich nach innen erstreckenden Anschlüsse der Diodengleichrichter 3 und 4 verbindet. Zwei entfernbare Kappen 8, die durch die Oberseite und Unterseite des Wellenleiterabschnitts 1 eingeschraubt sind, tragen die Diodengleichrichter 3 und 4 in dem Mischhohlraum 2. Von dem Verbindungsstück 5 erstreckt sich in horizontaler Richtung ein Ausgangsstempel 6, der das Zwischenfrequenzsignal aus dem Mischhohlraum 2 durch eine Öffnung 7 in eine Seitenwand der Mischeinrichtung 1 auskoppelt. Der Ausgangsstempel 6 ist durch einen Isolator 7' von der Wand des Wellenleiterabschnitts 1 isoliert. Eine Antennensonde 10 ist an einer Wand des Wellenleiterabschnitts 1 angebracht, erstreckt sich in den Mischhohlraum 2 hinein und leitet ein Eingangssignal von einem Hilfsoszülator in die Mischeinrichtung über ein koaxiales Eingangsglied 13 und eine Übertragungsleitung 11 für Mikrowellen, die entlang der Innenwand der Mischeinrichtung verläuft und davon isoliert ist. Das koaxiale Eingangsglied 13 wird in der Endwand 1' der Mischeinrichtung von einem geflanschten Teil 13' gehaltert, der in der

Endwand Γ angeordnet ist, sowie durch eine Kapselmutter 9, die auf den Außenteil des koaxialen Eingangsglieds 13 an der Außenseite der Mischeinrichtung 1 aufgeschraubt ist. Die bevorzugte Anordnung der Sonde 10 erfolgt in axialer Ausrichtung mit dem Ausgangsstempel 6 und diametral quer zu diesem.

Bei dem Betrieb der Mischeinrichtung wird ein Signal in den Mischhohlraum 2 über einen nicht dargestellten rechteckförmigen Wellenleiter und über die öffnung in der Vorderwand 1" der Mischeinrichtung eingekoppelt. Der Wellenleiter ist so angeordnet, daß das elektrische Feld des Signals in dem Mischhohlraum 2 eine vorherrschende elektrische Schwingungsform anregt, deren elektrisches Feld parallel zu den Achsen der Kristalldioden 3 und 4 verläuft. Das Eingangssignal von dem Hilfsoszillator wird in den Hohlraum über ein koaxialer Eingangsglied 13 und die einstückige flache Übertragungsleitung 11 für Mikrowellen zu der Sonde 10 übertragen, die senkrecht zu den Diodengleichrichtern 3 und 4 ao angeordnet ist. Das elektrische Feld des Hilfsoszillators wird von der Sonde 10 abgestrahlt und regt eine vorherrschende elektrische Schwingungsform in dem Hohlraum 2 an, die orthogonal zu dem Signalfeld polarisiert ist. Dieses elektrische Feld des Hilfsoszillators wird durch den Stempel 6 für die Zwischenfrequenz und die Sonde 10 des Hilfsoszillators so gestört, daß ein Teil des elektrischen Feldes des Hilfsoszillators zu jedem Diodengleichrichter in der entgegengesetzten Richtung gekoppelt wird. Der Unterschied zwischen den Strömen in den getrennten Diodengleichrichtern wird entlang dem Leiter 6 durch einen nicht dargestellten Tiefpaßfilter in der Wellenleiterwand zu dem inneren koaxialen Leiter einer abgestimmten Ausgangsleitung für Schwebungsfrequenzen der mittleren Frequenz verlangsamt. Die Stromkomponenten in den getrennten Kristallgleichrichtern, die sich durch den Geräuschpegel des Oszillator ergeben, heben sich an der Verbindung 5 des Stempels 6 auf. Jeder Ansatz 8 ist mit einem als Filter ausgebildeten Netzwerk ausgerüstet, durch den sich ein Nebenschluß für die Wechselstromkomponenten des Kristalls zu der geerdeten Mischeinrichtung ergibt, so daß die Gleichstromstärken in dem Kristallgleichrichter an den Stiften 14 auf den Ansätzen 8 ohne Erzeugung unerwünschter Streufelder gemessen werden können. Um eine maximale Kopplung des Signals des Hilfsoszillators zu den Diodengleichrichtern zu gewährleisten, ist es wünschenswert, die Sonde 10 des Hilfssenders symmetrisch zu den Diodengleichrichtern anzordnen. Diese Anordnung gewährleistet ferner eine im wesentlichen gleiche Kopplung des Signals des Hilfssenders zu den Diodengleichrichtern. Die Sonde 10 ist vorzugsweise koaxial zu dem Stempel 6 und diametral gegenüberliegend angeordnet, damit sich eine bessere Kopplung mit den Diodengleichrichtern ergibt. Es ist zu beachten, daß eine geeignet ausgerichtete Kopplungsschleife an Stelle der Sonde 10 verwandt werden kann. Die geeignete Ausrichtung besteht darin, daß die Ebene der Schleife senkrecht zur Achse der Dioden verläuft.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 4 dargestellt, wo die Sonde 10 direkt mit dem koaxialen Eingangsglied 13 des Hilfssenders durch eine Seitenwand des Wellenleiterabschnitts gekoppelt ist, wodurch die Verwendung einer Mikrowellenübertragungsleitung entfällt. Der Stempel 6 für die Ausgangsgrößen mittlerer Frequenz ist zum Auskoppeln aus dem Mischhohlraum 2 durch die Endwand 1' der Mischeinrichtung 1 angeschlossen.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Sonde 10 direkt mit dem koaxialen Eingangsglied 13 des Hilfssenders gekoppelt ist, was durch eine öffnung in einer Seitenwand des Wellenleiterabschnitts 1 der Mischeinrichtung erzielt wird. Wie bei der Mischeinrichtung in F i g. 1 ist der Stempel für die Ausgangssignale mittlerer Frequenz axial mit der Sonde und dieser diametral gegenüberliegend angeordnet, um eine gute Kopplung zu den Dioden zu gewährleisten.

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der in F i g. 3 dargestellten Einrichtung, wobei eine Antennenschleife 10' an einer Wand des Wellenleiterabschnitts 1 angeordnet ist, um das Eingangssignal von dem Hilfssender über eine koaxiale Eingangsleitung (nicht dargestellt) und eine Mikrowellenübertragungsleitung 11 zu übertragen. Die Schleife 10' kann auch direkt an ein koaxiales Eingangsglied angeschlossen werden, wie in den F i g. 4 und 5 dargestellt ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mikrowellenmischkopf aus einem Hohlleiterabschnitt, der insbesondere einen im wesentlichen quadratischen Leitungsquerschnitt besitzt, in dem über axiale erste Einkopplungsmittel und an einer Seitenwand des Hohlleiterabschnitts vorgesehene zweite Einkopplungsmittel zwei fortschreitende dominante orthogonale Schwingungen unterhalten werden, von denen der Verlauf der elektrischen Feldlinien der einen Schwingung symmetrisch zu einer Äquipotentiallinie der Feldlinien ist und die elektrischen Feldlinien der anderen Schwingung zu allen ihren Äquipotentiallinien asymmetrisch sind, so daß ein Bereich, in dem die elektrischen Feldlinien beider Schwingungen gleichgerichtet sind, und ein Bereich, in dem die Feldlinien beider Schwingungen entgegengerichtet sind, ausgebildet wird und bei dem in beiden Bereichen innerhalb des Hohlleiterabschnitts je eine Auskopplungsdiode in Längsrichtung miteinander fluchtend von den Wandungen des Hohlleiterabschnitts nach innen zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt ragt, von dem der den Zwischenfrequenzstrom abführende Leiter isoliert durch die Wandung des Hohlleiterabschnitts in einer Richtung herausgeführt ist, die senkrecht zu der Verbindungslinie der beiden Dioden liegt, nach Patentanmeldung P 12 86 161.9-35, wobei als zweites Einkopplungsmittel ein von einer Seitenwand in den Hohlleiterabschnitt ragender Antennenleiter dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenleiter (10) und der den Zwischenfrequenzstrom abführende Leiter (6) gleichachsig zueinander angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der antennenartige Leiter (10), sich als Innenleiter eines Koaxialkabels (13) fortsetzend, die eine Seitenwandung des Mischkopfes durchsetzt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Zwischenfrequenzstrom abführende Koaxialkabel und das den

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Hochfrequenzstrom zu dem antennenartigen Leiter (10) zuführende Koaxialkabel (13) an zueinander senkrechte Seitenwandungen des Mischkopfes angeschlossen sind und der antennenartige Leiter (10) mit dem Innenleiter des ihm Strom zuführenden Koaxialkabels (13) über einen im nahen Abstand von der Innenwandung des Mischkopfes geführten Abschnitt einer flachen Übertragungsleitung (11) verbunden ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der antennenartige Leiter (10) an seinem vorderen Ende abgewinkelt (10') als mit der Mischkopfinnenwandung verbundene Schleife ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen