DE1591162B2 - Sende- oder empfangsanordnung mit einem strahler und einem mit diesem verbundenen hohlleiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sende- oder Empfangsanordnung mit einem Strahler und einem mit dem Strahler verbundenen Hohlleiter, der eine Welle beliebiger Polarisation zu führen vermag und axial hintereinander ein λ/4-Plättchen und zwei Koppelglieder enthält, die in bezug auf die Hohlleiterachse gegenüber den Wirkungsebenen des λ/4-Plättchens um 45° und gegeneinander um 90° versetzt sind.

Es ist eine Sende- und Empfangsanordnung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau bekannt (französische Patentschrift 940 113), bei der an das eine Koppelglied ein Sender und an das andere Koppelglied ein Empfänger angeschlossen ist. Die von dem mit dem Sender verbundenen Koppelglied ausgehende, linear polarisierte Welle, die mit den Wirkungsebenen des λ/4-Plättchens einen Winkel von 45° bildet, wird von dem λ/4-Plättchen in eine zirkulär polarisierte Welle umgewandelt, die von einem an das Ende des Hohlleiters angeschlossenen Hornstrahler abgestrahlt wird. Andererseits wird eine von dem Hornstrahler empfangene, zirkulär polarisierte Welle mit Hilfe des λ/4-Plättchens in eine linear polarisierte Welle umgewandelt, deren Polarisationsrichtung senkrecht auf der Polarisationsrichtung der vom Sender her eingekoppelten Welle steht. Infolgedessen wird diese empfangene Welle nicht von dem Koppelglied aufgenommen, mit dem der Sender verbunden ist, sondern von dem Koppelglied, an das der Empfänger angeschlossen ist. Die bekannte Anordnung bewirkt demnach eine Entkopplung von Sender und Empfänger, sofern die empfangene Welle zirkulär polarisiert ist. Für das Senden und Empfangen linear polarisierter Wellen ist diese bekannte Anordnung ungeeignet. Hierin liegt jedoch ein erheblicher Nachteil, denn es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen mit einer linearen Polarisation gearbeitet wird und eine Zirkular-Polarisation unerwünscht oder sogar prinzipiell nicht anwendbar ist.

Es ist weiterhin eine Antennenanordnung bekannt (USA.-Patentschrift 2 771605), bei der an einen Hohlleiter mit kreisförmigem Querschnitt ein Strahler in Form eines Doppelkegels oder einer Schlitzgruppe angeschlossen ist. Die Feldverteilung in dem Hohlleiter mit kreisförmigem Querschnitt hat zur Folge, daß das Strahlungsdiagramm der Antenne etwa die Form einer Doppelacht aufweist. Um eine Rundstrahlcharakteristik zu erhalten, ist in dem Hohlleiter der bekannten Antenne ein Zirkular-Polarisator vorgesehen, der bewirkt, daß das Feld im Hohlleiter gemäß der Zirkular-Polarisation um die Hohlleiterachse umläuft und demgemäß auch das Strahlungsdiagramm der Antenne eine Drehung erfährt. Auf diese Weise wird trotz der Richtcharakteristik der Antenne eine Rundstrahlcharakteristik erzielt. Diese bekannte Antennenanordnung ist zum Anschluß eines nur einzigen Senders bestimmt.

Ferner ist ein passiver Reflektor bekannt (USA.-Patentschrift 3 154 784), der bewirkt, daß die Polarisation der reflektierten Welle in bezug auf die Polarisation der einfallenden Welle um 90° gedreht wird. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich nicht um eine Sende- oder Empfangsanordnung der eingangs behandelten Art und es treten dort auch nicht die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme auf.

Im Gegensatz zu der oben behandelten, bekannten Sende- und Empfangsanordnung, bei der an den Hohlleiter ein Sender und ein Empfänger angeschlossen sind, befaßt sich die Erfindung nicht mit der Frage der Entkopplung eines Empfängers von dem an die gleiche Antenne angeschlossenen Sender, sondern mit dem Problem, bei Sende- oder Empfangsanordnungen, bei denen aus Sicherheitsgründen zwei Sender oder zwei Empfänger vorhanden sind, einen wirkungsvollen Einsatz und eine einfachere Umschaltung von dem einen Sender auf den anderen bzw. von dem einen Empfänger auf den anderen zu ermöglichen. Darüber hinaus soll es auch möglich sein, beide Sender bzw. beide Empfänger gleichzeitig zu betreiben, ohne daß sich die Sender oder Empfänger gegenseitig nachteilig beeinflussen. Bisher wurde zu diesem Zweck entweder für jeden Sender bzw. Empfänger eine eigene Antenne vorgesehen oder es wurde eine Schalteranordnung zum Abtrennen des jeweils nicht benutzten Senders bzw. Empfängers verwendet. Solche Lösungen führen zu einem komplizierten Aufbau, der darüber hinaus keine ausreichend hohe Betriebssicherheit gewährleistet. Von besonderem Nachteil ist, daß diese bekannten Anordnungen beim Ausfall einer Schalteranordnung arbeitsunfähig werden. Außerdem führt die Verwendung von Schalteranordnungen bei hohen Frequenzen zu Anpassungsschwierigkeiten und hat einen Leistungsverlust zur Folge.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sende- oder Empfangsanordnung zu schaffen, die ohne die Nachteile der bekannten Anordnungen in einem breiten Frequenzband betreibbar ist und die Möglichkeit bietet, sofern es sich um eine Empfangsanordnung handelt, wahlweise die empfangene Energie gleichmäßig auf zwei Empfänger zu übertragen oder alle empfangene Energie entweder

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dem einen oder dem anderen Empfänger zuzuführen. zwischen dem geschlitzten Ende und den Viertelwel-Entsprechendes gilt für die Sender einer Sendeanord- lenplatten 22 und 24 im Hohlleiter angeordnet ist. nung. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Der Hohlleiter und der Ring 40 werden von einer

Erfindung sind Relaisstationen, die sowohl zum Spulenanordnung 42 umgeben. Bei einer Ausfüh-

Empfangen als auch zum Senden von Signalen ein- 5 rungsform der Erfindung werden eine zweiphasige

gerichtet sind. Wicklung und Polschuhe verwendet, wie sie von

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Zweiphasen-Induktionsmotoren her bekannt sind, gelöst, daß zwischen Strahler und λ/4-Plättchen ein Bei einer solchen Anordnung werden den Spulen umschaltbarer Zirkular-Polarisator angeordnet und feste Spannungen zugeführt, so daß die die Spule an beide Koppelglieder entweder je eine Empfangs- io durchfließenden Ströme eine Verschiebung des im einrichtung oder je eine Sendeeinrichtung ange- Ferrit vorhandenen Magnetfeldes um einen bestimmschlossen ist. ten Betrag bewirken. Durch die Wirkung des Ferrit-

Im Empfangsfall wird bei der erfindungsgemäßen Elements und die stromdurchflossene oder erregte Anordnung die Energie einer einfallenden, zirkulär Spulenanordnung wird die in den Hohlleiter eingepolarisierten Welle durch den Zirkular-Polarisator 15 koppelte linear polarisierte Welle in eine zirkularje nach der Drehrichtung der Polarisation vollständig polarisierte Welle umgewandelt,
entweder in das eine oder in das andere Koppelglied Die Ausgangssonden 26 und 28 sind in diesem eingekoppelt. Es wird also wahlweise der eine oder Falle auf einer Seite der Viertelwellenplatten 22 und der andere der beiden angeschlossenen Empfänger 24 derart angeordnet, daß sie um 45° gegenüber den betrieben, ohne daß mechanische Schaltmittel er- 20 Viertelwellenplatten und um 90° gegeneinander verforderlich wären oder aber die beiden Empfänger sich setzt sind. Der Orthogonal-Abstand der Ausgangsgegenseitig störten. Von besonderem Vorteil ist sonden 26 und 28 ist an die Komponenten der sojedoch, daß selbst bei einem Ausfall des als Schalt- eben erwähnten zirkular-polarisierten Welle angemittel dienenden Zirkular-Polarisators keine Störung paßt. Der Ring 40 hat entsprechend bekannten der Empfangsanordnung eintritt, weil dann nämlich 25 Konstruktionskriterien solche Abmessungen und eine gleichmäßige Verteilung der einfallenden Ener- Eigenschaften, daß Ströme bestimmter Größe und gie, und zwar unabhängig von deren Polarisation, Richtung in der Spulenanordnung 42 bestimmen, ob auf die beiden Koppelglieder und damit auf die die aus dem Ring 40 austretende zirkular-polarisierte beiden Empfänger stattfindet und damit immer noch Welle rechtsdrehend oder linksdrehend ist. Die ein ausreichend guter Betrieb gewährleistet ist. Im 30 Verschiebung ist derart, daß der elektrische Vektor Sendefall liegen analoge Verhältnisse vor. der linear-polarisierten Welle, die sich aus der von

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des den Viertelwellenplatten 22 und 24 bewirkten Um-

in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Wandlung ergibt, nur auf eine der Ausgangssonden

näher beschrieben und erläutert. 26 oder 28 ausgerichtet ist. Bei einer Richtung der

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung 10 35 Phasenverschiebung, beispielsweise bei einer rechtsbesteht aus einem zylindrischen Hohlleiter 14, der drehenden Zirkular-Polarisation, hat die folgende an seinem oberen Ende mit einer Vielzahl im Ab- Umwandlung in eine lineare Polarisation durch die stand voneinander angeordneter Schlitze 16 versehen Platten 22 und 24 zum Ergebnis, daß das elektrische ist. Der geschlitzte Abschnitt des Hohlleiters befindet Feld mit der Ausgangssonde 26 gekoppelt ist und sich zwischen zwei nach außen auseinanderstreben- 40 infolgedessen dem Empfänger 34 zugeführt wird. Bei den kegelstumpfförmigen Leiterflächen 18 und 20. einer entsprechenden Phasenverschiebung in der Innerhalb des Hohlleiters ist unterhalb der Schlitze Gegenrichtung, beispielsweise einer Umwandlung in ein Polarisator angeordnet, der bei dem dargestellten eine linksdrehende Zirkular-Polarisation, hat die Ausführungsbeispiel von einander diagonal gegen- folgende Umwandlung in eine Linear-Polarisation überliegenden Viertelwellenplatten 22 und 24 gebil- 45 durch die Platten 22 und 24 zum Ergebnis, daß das det wird. Unterhalb der Platten 22 und 24 sind zwei elektrische Feld mit der Ausgangssonde 28 und in-Ausgangssonden 26 und 28 angeordnet, die von ent- folgedessen mit dem Empfänger 36 gekoppelt ist. sprechenden Steckern 30 und 32 getragen werden, die Das Antennensystem nach der Figur hat den weiteihrerseits an der Wand des Hohlleiters befestigt und ren Vorteil, daß bei Fehlen eines die Spulenanordmit entsprechenden Empfängern 34 und 36 verbun- 50 nung 42 durchfließenden Stromes, also bei Fehlen den sind. einer Anregungsenergie in der Spule, das System

Zwischen dem geschlitzten Ende des Hohlleiters arbeitsfähig bleibt. Bei einem solchen Ausfall wird und den Viertelwellenplatten 22 und 24 ist ein die empfangene, linear-polarisierte Energie in dem Zirkular-Polarisator angeordnet, der es ermöglicht, Ring 40 gleichmäßig phasenverschoben und erscheint die Gesamtheit der einfallenden Leistung nur einer 55 hinter den Platten 22 und 24 mit einer von dem der beiden Ausgangssonden, also nur einem der Azimutwinkel des Einfalls der empfangenen Energie beiden Empfänger zuzuführen. Wie dargestellt, weist abhängigen zirkulären, elliptischen oder linearen ein solcher Zirkular-Polarisator ein Ferrit-Element Polarisation. Unabhängig von der Art der Polarisaauf, das von einem Stab oder, wie dargestellt, von tion und dem Einfallswinkel wird die Energie gleicheinem Ring 40 gebildet werden kann, der im Bereich 60 mäßig auf die Empfänger 34 und 36 verteilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sende- oder Empfangsanordnung mit einem Strahler und einem mit dem Strahler verbundenen Hohlleiter, der eine Welle beliebiger Polarisation zu führen vermag und axial hintereinander ein λ/4-Plättchen und zwei Koppelglieder enthält, die in bezug auf die Hohlleiterachse gegenüber den Wirkungsebenen des λ/4-Plättchens um 45° und gegeneinander um 90° versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Strahler(10) und λ/4-Plättchen (22, 24) ein umschaltbarer Zirkular-Polarisator (40) angeordnet und an beide Koppelglieder (30 und 32) entweder je eine Empfangseinrichtung (34 und 36) oder je eine Sendeeinrichtung angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkular-Polarisator (40, 42) von einem innerhalb des Hohlleiters (14) an- so geordneten Ferrit-Element (40) und einer den Hohlleiter (14) zwischen den Enden des Ferrit-Elementes umgebenden Spulenanordnung (42) gebildet ist und die Richtung des der Spulenanordnung zugeführten Stromes zur Änderung der Drehrichtung der zirkular-polarisierten Welle umkehrbar ist.