DE1541669A1

DE1541669A1 - Anordnung zur gleichzeitigen Einspeisung oder Auskopplung der magnetischen und elektrischen Grundwelle in einem Hohlleiter mit symmetrischem Querschnitt

Info

Publication number: DE1541669A1
Application number: DE19661541669
Authority: DE
Inventors: Ernst Kaffenberger
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-09-22
Filing date: 1966-09-22
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1191874A

Description

TELE FUNKEN 20.9.1966 Patentverwertungsgesellschaft m.b.H. 72/66-BK

Anordnung zur gleichzeitigen Einspeisung oder Auskopplung der magnetischen und elektrischen Grundwelle in einem Hohlleiter mit

symmetrischem Querschnitt

Die Erfindung befaßt sich mit einer breitbandig angepaßten Anordnung zur gleichzeitigen entkoppelten Einspeisung und/oder Auskopplung der magnetischen und elektrischen Grundwelle in einen Hohlleiter mit symmetrischem Querschnitt«

Es ist bekannt, daß auf solchen Hohlleitungen die elektrische Energie als elektromagnetische Vollen verschiedenen Wellentyps übertragen werden kann, einzige Voraussetzung hierzu ist, daß die zu übertragende Frequenz größer ist als die Grenzfrequenzen der entsprechenden Wellenformen, die lediglich von der Querschnittsform und den Abmessungen sowie dem Medium im Innern des hohlen Leiters abhängig ist. In welchen der ausbreitungs- ·. fähigen Wellenformen die Energie auf der Hohlleitung übertragen wird, ist weitgehend von der Mikrowellenanordnung abhängig, mit deren Hilfe die Energie in den Hohlleiter eingespeist wird. Aus Gründen der störungsfreien Übertragung ist jedoch erwünscht, daß jede Nachricht nur in einer bestimmten Wellenform übertragen wird· Deshalb müssen die Einkoppelanordnungen so ausgebildet sein, daß sie jeweils nur an einen der möglichen Wellentypen angekoppelt sind.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine einfach aufzubauende

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und breitbandig anpaßbare Anordnung dieser Art aufzuzeigen.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Anordnung wird hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Hohlleiter mit symmetrischem Querschnitt aus einem für die elektrische Grundwelle nicht ausbreitungsfähigen Abschnitt besteht, in den eine Polarisation der magnetischen Grundwelle eingespeist wird, und einem übergang von diesem Hohlleiterabschnitt auf einen weiteren Hohlleiterabschnitt mit derart vergrößertem Querschnitt, daß die elektrische Grundwelle ausbreitungsfähig ist und daß in dem Übergang ein Trennblech in der Symmetrieebene des Hohlleiterquerschnittes vorhanden ist, welches in der Nähe der Einkoppelstelle, die in dem Hohlleiterbereich angebracht ist, in dem die elektrische Grundwelle nicht ausbreitungsfähig ist, endet und daß die Anregung der elektrischen Grundwelle mittels einer TEM-We11en führenden Leitung erfolgt, die in der durch das Trennblech verlaufenden Ebene in die Hohlleiteranordnung einmündet.

An Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden.

In der Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß aufgebaute Anordnung dargestellt. Sie besteht aus einem Rechteckhohlleiterabschnitt 31 dessen Querschnitt Q₁ derart gewählt ist, daß in ihm die elektrische Grundwelle E₁₁ nicht ausbreitungsfähig ist. In diesen Hohlleiterabschnitt 3 wird die H₁₀-WeIIe eingespeist. Am anderen Ende der dargestellten Anordnung ist ein

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weiterer Rechteckhohlleiterabschnitt dargestellt, der mit 1 beziffert iat und einen derart vergrößerten Querschnitt bezüglich des Hohlleiterabschnittes 3 aufweist, daß in ihm die E₄₁-WeIIe ausbreitungsfähig ist. Der in Frage kommende Querschnitt dieses Hohlleiterabschnittes ist mit Q„ bezeichnet. Zwischen den beiden bereits erwähnten Hohlleiterabschnitten rechteckförmigen Querschnittes 1 und 3 befindet sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Übergangshohlleiter 2, der die verschiedenen Querschnitte Q₁ und Qp ausgleicht. Dieser Übergang ist hierbei aus zwei geradlinig begrenzten Teilübergängen zusammengebaut. In Abweichung von dieser Ausführungsform ist es auch möglich, den Übergang nach einer anderen Funktion vorzunehmen. Innerhalb des Hohlleiterüberganges 2 befindet sich parallel zur Hohlleiterbreit· seite ein metallisches Trennblech 4, das in der dargestellten Ausführungsform etwas kürzer ist als der erwähnte Übergang 2. In der Nähe des Endes des Rechteckhohlleiterabschnittes 3 mit dem kleinen Querschnitt Q. ist eine Einspeisung vorgesehen, die in der Fig. 1 mit 5 beziffert ist. Diese Einspeisung ist eine TEM-Wellen führende Leitung, die beim Ausführungsbeispiel als Koaxialleitung ausgebildet ist.

Wird in die oben erwähnte Koaxialleitung eine TEM-Welle eingespeist, so erzeugt diese in den durch das Trennblech ^lt gebildeten Hohlleiterhälften je eine H₁₀-WeIIe mit gleicher Amplitude aber entgegengesetzter Phase. Diese beiden H₁₀«Wellen breiten sich sowohl in Richtung zum kleineren wie auch in Richtung zum grösseren Hohlleiterquerschnitt aus. An den Enden des Trennbleches ^fi

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löschen sie sich gegenseitig aus, sofern der Gesamtquerschnitt eine Ausbreitung der E -Welle nicht zuläßt« wie das im Hohlleiterabachnitt 3 der Fall ist. Im anderen Fall regen sie vorwiegend eine solche Welle an, wie das im Hohlleiterabschnxtt 1 der Fall let, welcher derart dimensioniert wurde, daß in ihm die Ausbreitung der E₁-WeIIe möglich ist.

In der Fig. 1 sind die einzelnen Zeiger der in den Teilhohlleitern 10 und 11 entstehenden Teilwellen durch deutsche Buchstaben mit entsprechenden Indizes eingezeichnet, um die Wirkungsweise der Anordnung zu verdeutlichen.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsquerschnitt, der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung, wcbei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet wurden. Der Einspeisung der TEM-Welle dient der bereits in der Fig. 1 angedeutete TEM-We11en führende Leiter 5r der als Koaxialleitung ausgebildet 1st, mit einem Außenleiter 7 und einem Innenleiter 6. Das Trennblech k bewirkt, daß die in den Hohlleiterabschnitt 3 eingespeiste H₁₀-WeIIe als Serienverzweigung dient, so daß in beiden Querschnittshälften gleiche H₁-Wellen erzeugt werden, die sich am anderen Ende des Trennbleches auf der linken Seite der dargestellten Fig· wieder zu einer einzigen H₁Q-WeIIe vereinigen. Dies bedingt, daß in der in den Übergang mündenden Koaxialleitung 5 keine TEM-Welle angeregt wird, so daß die Teilwellen die Einkoppelstelle nahezu ungestört passieren*

In Weiterführung der Erfindung kann der Innenleiter 6 der TEM-

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Wellen führenden Leitung galvanisch mit dem Trennblech verbunden werden, wie das beim in der Pig· 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist« Hierbei weist das geradlinig begrenzte Trennblech 4 an der dem Koaxialleiter zugekehrten Seite eine Aussparung auf, die vorzugsweise als Schlitz ausgebildet ist, welcher parallel zu einer Senkrechten zur Hohlleiterlängsachse verläuft. Dieser Schlitz ist in der Fig. 2 mit 8 beziffert und weist die gleiche Breite auf, wie der Abstand zwischen Innenleiter 6 und Außenleiter 7 der Koaxialleitung 5» Hierbei fällt gleichzeitig das erwähnte Ende des Trennbleches k mit dem in den Hohlleiter hineinragenden Innenleiter 6 derart zusammen, daß der verbleibende Steg 9 des Trennbleches k die gleiche Breite aufweist wie der Innenleiter 6 der die TEM-Wellen führenden Leitung. Die Länge des Schlitzes 8 wird vorzugsweise kleiner als λ/2 gewählt, wobei mit λ die Luftwellenlänge bezeichnet ist.

Der Reflexionsfaktor am Eingang für die magnetische Grundwelle läßt sich dadurch breitbandig sehr klein halten, daß man dem Übergangshohlleiterabschnitt 2 eine geeignete Form gibt. Der Reflexionsfaktor am koaxialen Eingang der an die elektrische Grundwelle gekoppelt ist, läßt sich durch die Wahl des Querschnittes, in den die koaxiale Leitung einmündet, wie auch durch die Bemessung des erwähnten Schlitzes beeinflussen. Die günstigsten Werte für eine breitbandige Anpassung können leicht im Experiment bestimmt werden.

Obwohl der Hohlleiterquerschnitt Q„ beim dargestellten Ausfüh-72/66-BK 9 0 9 8 3 9/0695 ^BAD

rungsbeispiel rechteckförmig ist, kann die Erfindung auch bei' rundem Hohlleiterquerschnitt Q_? in gleicher Weise Verwendung finden*

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Claims

Pat entanspriiche

iy Breitbandig angepaßte Anordnung zur gleichzeitigen entkoppelten Einspeisung und/oder Auskopplung der magnetischen und elektrischen Grundwelle in einen Hohlleiter mit symmetrischem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem für die elektrische Grundwelle nicht ausbreitungsfähigen Abschnitt (3) besteht, in den eine Polarisation der magnetischen Grundwelle eingespeist wird und einem Übergang (2) von diesem Hohlleiter (3) auf einen weiteren Hohlleiterabschnitt (1) mit derart vergrößertem Querschnitt, daß in ihm die elektrische Grundwelle ausbreitungsfähig ist und daß in dem Übergang (2) ein Trennblech (k) in der Symmetrieebene des Hohlleiterquerschnittes vorhanden ist_t das in der Nähe der Einkoppelstelle (5) endet-, die in dem Hohlleiterbereich angebracht ist, in welchem die elektrische Grundwelle nicht ausbreitungsfähig ist und daß die Anregung der elektrischen Grundwelle mittel· einer TEM-Wellen führenden Leitung (5) erfolgt, die in der durch das Trennblech verlaufenden Ebene in die Hohlleiteranordnung einmündet.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennblech (4) und der Innenleiter (6) der TEM-Wellen führenden Leitung (5) galvanisch miteinander verbunden sind und das Trennblech (k) eine Aussparung aufweist an seinem der Einkoppelleitung (5) zugekehrten Ende, welche vorzugsweise als Schlitz ausgebildet ist, der parallel zu einer Senkrechten

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zur Hohlleiterlängsachse verläuft.
3) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Trennbleches (k) mit dem in den Hohlleiter hineinragenden Teil des Innenleiters (6) der TEM-Wellen führenden Leitung zusammenfällt.
k) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (8) derart dimensioniert ist, daß der verbleibende Steg (9) des Trennbleches (4) gleiche Breite aufweist, wie der Innenleiter (6) der TEM-Wellen führenden Leitung*
5) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiterabschnitt (1) runden Querschnitt aufweist ·
6) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiterabschnitt (l) quadratischen
Querschnitt aufweist.

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