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"Hohlleiteranordnung" Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlleiteranordnunß,
bestehend aus einer Kette von einem oder mehreren hinterenanderliegenden Verzweigungselementen,
die jeweils einen Eingang und vorzugsweise zwei Ausgänge aufweisen; wobei an jedem
Ausgang entweder der Eingang eines nachfolgenden. Verzweigungselementes oder eine
Filteranordnung angeschaltet ist. _ .
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft verwendbar in einem Mikrowellenempfänger,
der jeweils nur die Schwingung einer Frequenz von zwei vorgegebenen Frequenzen empfangen
solle
Bei der Benutzung von mehreren, in der Frequenz verschiedenen
Übertragungskanälen ist es möglich, die Auswahl der betreffenden Hohlleiterkanäle
dadurch zu treffen, daß man mittels Hohlleiterschalter entsprechend abgestimmte
Filter in den Übertragungsweg einschaltet (Fig. 1)o Eine derartige Anordnung gestattet
jedoch immer nur, einen Kanal zu benutzen, da alle übrigen Kanäle aufgrund der Eigenart
solcher Hohlleiterschalter abgeschaltet sind. Außerdem sind die bisher bekannten
Hohlleiterschalter in ihrem mechanischen Aufbau sehr aufwendig. Eine erste Verbesserung
dieser Nachteile wurde durch eine Anordnung nach Fig. 2 errsicht. Das am Zirkulator
Z1 anstehende Signal wird dem Filter Fit zugeführt. Stimmen Signal- und Filterfrequenz
überein, so gelangt das Signal an den Kanalausgang K1. Hat das Signal dagegen eine
andere Frequenz als das Filter Fit, so stellt dieses Filter einen gurzschluß dar,
und das Signal wird am Filter Fit reflektiert und gelangt über den Arm A13 von Z1
nach Z2. Dieser Vorgang pflanzt sich so lange fort, bis das Signal ein entsprechendes
Filter gefunden hat oder nach Reflexion an Fin über Arm Ani des Zirkulators Zn zum
Eingang E zurÜckgeführt wird.
Eine Hohlleiteranordnung nach. Fig.
2 hat aber den Nachteil, daß man hierbei die sehr teuren Zirkulatoren verwenden
muß. Außerdem sind Zirkulatoren sehr anfällig gegen Störfelder, Temperaturschwankungen
und Erschütterungen. Darüber hinaus haben Zirkulatoren eine nicht vernachlässigbare
Durchlsßdämpfung von etwa 0,5 dB. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Hohlleiteranordnung anzugeben, bei der die obengenannten Nachteile nicht auftreten.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist technisch weniger aufwendig Lind ;gestattet die
Verwendung der erfindungsgemäßen Hohlleiterverzweigungen in Verbindung mit Hohlleiterfiltern,
sowohl als Frequenzweiche als auch als Hohlleiterschalter: Die Hohlleiteranordnung
besteht aus einer Kette von einem oder mehreren hintereinanderliesenden Verzweigungselementen,
die jeweils einen Eingang und vorzugsweise zwei Ausgänge aufweisen, wobei an jedem
Ausgang entweder der Eingang eines nachfolgenden Verzweigungselementes oder eine
Filteranordnung angeschaltet ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Verzweigungselemente
aus
Hohlleiterverzweigungen bestehen und daß die Filter in die zugehörigen Hohlleiterverzweigungen
derart eingeschaltet sind, daß die für alle Frequenzen außerhalb
der
Durchlaßbereiche der Filter auftretenden Kurzschlüsse an die jeweils unmittelbar
vor den Filtern liegenden Verzweigungspunkte transformiert werden.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 3 bis 4
näher
erläutert.
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Fis. 3 zeigt ein Beispiel einer schematischen Darstellung der erfindungsgemäßen
Hohlleiteranordnung. Die Anordnung besteht aus einer Kette von mehreren Verzweigungselementen,
die jeweils einen Eingang und zwei Ausgänge aufweisen. Jeder der beiden Ausgänge
ist entweder-mit je einem Eingang eines nachfolgenden Verzweigungselementes verbunden
oder der eine Ausgang ist mit dem Eingang eines nachfolgenden Verzweigungselementes,
der andere Ausgang mit einer Filteranordnung verbunden oder, als dritte Möglichkeit,
beide Ausgänge sind mit je einer Filteranordnung verschaltet. Die Verzweigungselemente
bestehen aus Hohlleiterverzweigungen, die jeweils in einem Abstand von
oder einem ganzzahligen Vielfachen davon miteinander verbunden sind. Wird gemäß
Fig. 3 am Eingang E eine Schwingung mit der Frequenz .i angeboten, die
in
den Durchlaßbereich des Filters Fit fällt, so stellen alle übrigen Filter
Fit bis Fin einen Kurzschluß dar. Diese Kurzschlüsse transformieren sich über die
an die
Hohlleiterverzweigungsstellen, so daß-man für diesem Fall
eine. vereinfachte Anordnung nach Pig. 4 erhält. Selbst- -verständlich ist-dafür
Sorge zu tragen, daß die Reaktanzen, die durch den Versatz der aufeinanderfolgenden
leiterstücke für das zu übertragende Frequenzband entstehen, an, den Verzweigungspunkten
in bekannter Weise kompensiert werden. (Die so kompensierte Stoßstelle entspricht
dann einer Resonanzblende). Jedes
mit dem Wellenwiderstand Z® ist über die Verzweiguag an das nächstfolgende
ebenfalls mit Z., angepaBt:. Bei einer Hohlleiteranordnung gemäß Fig, 3 stehen nun
an n Filterausgängen n Signale mit den entsprechenden Frequenzen. Durch Anschluß
einer gleichen derartigen Verzweigungseinheit an die Kanalausgänge K, bis Kn ist
es möglich, die ausgefilterten Frequenzen Ei bis 2n wieder in einen Hohlleiter zusammenzuführen.
Soll jedoch eine freiwählbare Anzahl von Frequenzen beliebiger Kombination übertragen
werden, so sind alle nicht benutzten Filter so zu verstimmen, daß an ihrem Eingang
ein Kurzachluß vorhanden ist, Die Verstimmung der Filter kann beliebiger Art sein.
Es kann die Verstimmung eines. oder mehrerer Kreise mittels Varaktoren oder Ferrten
vorgenommen werden; aber auch durch Eintauchen eines metalli-,
scheu
oder keramischen.Stiftes in einen oder mehrere Kreise ist eine Verstimmung, insbesondere
mittels Verstimmungsstempel, wie bei der bekannten Mikrowellen-Weichenanordnung
gemäß DAS 1 24'I 008 möglich.
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In der deutschen Patentschrift '( 132 262 wird eine Zweigschaltung
für Mikrowellen vorgeschlagen, die aus einer beliebigen Anzahl von Zweigfiltern
aufgebaut ist. Die Zweigfilter bestehen ihrerseits jeweils aus einer Parallelschaltung.
eines auf die Mittenfrequenz des anzuzeigenden Kanals abgestimmten, zwei- oder mehrkreisigen
Bandpasses und einer zum Bandpaß komplementären, mit gleicher Kreiszahl versehenen
Bandsperre. Diese Zweigfilter sind über beliebig lange Zeitungsstücke in der Weise
zusammengeschaltet, daß die Bandsperren zueinander in Serie liegen und die Energie
für alle nicht in ihrem Frequenzbereich liegenden Kanäle von und/oder zur Antenne
fortleiten. Über die Bandpässe werden die jeweiligen Kanäle an einen Verbraucher
bzw. von einem Generator an- bzw. ausgekoppelt. Der Eingangleitwert.der gesamten
Zweigschaltung ist für alle innerhalb der Kanäle liegenden Frequenzen konstant.
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Eine derartige Mikrowellenzweigschaltung wurde gemäß DAS 1 241 008
durch einen Zusatz von Verstimmungsstempeln
gleichzeitig für die
Umschaltung von Ho:':leiterverbindungen verwendet. Bei einer derartigen»Anordnung
sind Bandpaß und Bandsperre jedes Zweigfilters mit zusätzlichen Verstimmungsstempeln
versehen. Diese Verstimmungsstempel haben in ihrer einen Stellung keinen Einfluß
auf die Resonanzfrequent des jeweiligen Zweigfilters und in ihrer anderen Stellung
verstimmen sie Bandpaß und Bandsperre des Zweigfilters derart, daß das Zweigfilter
einen ungestörten Hct""."_leiter für die Fortpflanzung der Mikrowellenenergie darstellte
Der Nachteil der bekannten. Mikrowellen-Weichenanordnung besteht zum ersten darin,
daß für jeden Kanal zwei komplementäre Filteranordnungen (Bandpaß und Bandsperre)
erforderlich sind, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung für jeden Kanal nur
ein. Bandpaß benötigt wird, der sich konstruktiv günstiger gestalten läßt als eine
Bandsperre.
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Zum zweiten können bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Frequenzweichen
kompakter aufgebaut werden als dies bei
| einer Epf-:buug gemäß DAS 'I 24'1 008 möglich ist. |
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Zum dritten hat die vorbekannte Anordnung den Nachteil, daß die konstruktive Anordnung
der Frequenzweiche nicht frei wählbar
ist. Die Frequenzweiche mit
der niedrigsten Durchlaßfrequenz muß dem Eingang am nächsten liegen; die übrigen
Frequenzweichen schließen sich nach steigender Durchlaßfrequenz an. Dieser Nachteil
der genau vorgeschriebenen Reihenfolge der Frequenzweichen wird bei einer Anordnung
gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß alle Filter schaltungsmäßig parallel
liegen. Die Kurzschlüsse, dargestellt durch die Eingangswiderstän-.de der verstimmten
Kanalfilter, transformieren sich über die
bis zum Eingang E und reflektieren die unerwünschten Frequenzen. Alle Filter, die
auf Durchgang geschaltet sind, stellen für 'hre Mittenfrequenzen Anpassung dar.
Da jede Filtermittenfrequenz nur einmal vorhanden ist und die Filter verschieden
abgestimmt sind, transformiex': sieh die jeweilige Anpassung ebenfalls über die
Transformationsleitungen bis zum Eingang E (Figur 4). Bei einer derartigen Anordnung
stellt die Frequenzweiche praktisch einen Hohlleiterschalter für verschiedene Frequenzbänder
dar, die zeitlich beliebig zu kombinieren sind.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Hohllei.teranordnung
ergibt sich dann, wenn man die erste Blende eines auf eine Hohlleiterverzweigung
folgenden Filters mit in
die Hohlleterverzweißung einbezieht. In
diesem Falle wird die Reaktanz, die durch den Hohlleiterversatz entsteht, nur soweit
kompensiert, daß sie denselben Ifert erhält, wie die für den ersten Filterkreis
erforderliche goppelreaktanz. Dadurch kann die
wegfallen, und die teilweise kompensierte Reaktanz, die durch den Hohlleiterversatz
entstand, wird als Koppe lreaktanz benutzt. Selbstverständlich können auch in diesem
Falle verschiedene Kanäle wieder zu einem Hohlleiterkanal zusammengefaßt werden.
Dabei können auch die Kanalfilter, wie bereits beschrieben, wahlweise verstimmt
werden, so daß auch diese Frequenzweiche als Hohlleiterschalter verwendet werden
kann.