DE19621809B4

DE19621809B4 - Übergang von einem Rechteckhohlleiter auf einen Rundhohlleiter

Info

Publication number: DE19621809B4
Application number: DE1996121809
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. Plattner; Wolfgang Prof. Dr. Menzel; Werner Dipl.-Ing. Thiel
Original assignee: EADS Radio Communication Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Telefunken Radio Communication Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2016-06-01
Also published as: DE19621809A1

Abstract

Übergang von einem Rechteckhohlleiter auf einen Rundhohlleiter, wobei der Rechteckhohlleiter (3) im Übergangsbereich auf einer seiner beiden Breitseiten eine Bohrung im Durchmesser des Rundhohlleiters (4) aufweist, auf die der Rundhohlleiter senkrecht oder schräg aufgesetzt ist oder die den Rundhohlleiter (4) darstellt und wobei der Rechteckhohlleiter (3) und der Rundhohlleiter (4) im Übergangsbereich durch mindestens ein Anpasselement (5; 6) aneinander angepasst sind und wobei der Rechteckhohlleiter (3) eine flache aus einem Block (1) gefräste Nut mit Anpasselementen (5, 6) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpasselemente (5, 6) derart angeordnet sind, dass sie sich vom Rechteckhohlleiter (3) in den Rundhohlleiter (4) erstrecken.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Übergang von einem Rechteckhohlleiter auf einen Rundhohlleiter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für eine kostengünstige Herstellung von Hohlleiterschaltungen, die z.B. aus einer Anordnung von Filtern, Diplexern, Kopplern usw. bestehen können, bietet sich eine ebene Anordnung dieser Elemente in der H-Ebene des Rechteckhohlleiters an. Für einige Anwendungen, u.a. beispielsweise für Antennenanschlüsse, sind Hohlleiterausgänge durch eine der beiden Breitseiten des Rechteckhohlleiters erforderlich. Sowohl eine oftmals eingesetzte zirkulare Polarisation als auch eine einfache Herstellbarkeit legen es nahe, diesen Hohlleiteranschluß als Rundhohlleiter auszubilden.

Aus US 5,257,331 , DE 37 87 024 T2 und GB 597,240 sind Übergänge von einer Wellenleiterstruktur auf eine weitere Wellenleiterstruktur bekannt. In Innenbereich der einen Wellenleiterstruktur befinden sich dabei Anpasselemente zur Anpassung des Übergangs von einer Wellenleiterstruktur auf die andere.

In der Literatur sind bisher bekannt ein auf einen durchgehenden Rechteckhohlleiter aufgesetzter Rundhohlleiter (z.B. G. Piefke: "Feldtheorie III", BI Hochschultaschenbücher, Bd. 782, Seiten 148 bis 149) oder eine stirnseitige Verbindung zwischen Rund- und Rechteckhohlleiter, ggf. über ein oder mehrere Zwischenstücke (J. L. Fontecha, C.Cagigal: "Transition Rectangular to Circular waveguide by Means of Rectangular Guides"; in: Intern. Conf. on Computation in Electromagnetics, London, 1991, Seiten 378 bis 381). Der erstgenannte Übergang ließe sich zwar für die gewünschte Anwendung einsetzen, indem der durchgehende Rechteckhohlleiter eine halbe Wellenlänge hinter dem Rundhohlleiter kurzgeschlossen wird; dies benötigt aber zusätzlichen Platz und resultiert in einer kleineren Bandbreite. Der zweitgenannte Übergang müßte über einen zusätzlichen Hohlleiterwinkel angeschlossen werden; dies ist jedoch mechanisch aufwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen einfach herzustellenden sowie geometrisch möglichst kompakten Übergang von einem flach (auf der Breitseite) liegenden Rechteckhohlleiter auf einen davon senkrecht oder schräg ("nach oben") abgehenden Rundhohlleiter zu schaffen.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch Merkmale des Patentanspruchs 1 wiederge geben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in der kompakten und dennoch einfach herstellbaren Bauweise des Übergangs zu sehen. Der Rechteckhohlleiter kann als Nut aus einem Block herausgefräst werden, der gleichzeitig als Hohlleiter-Unterteil dient. Als Hohlleiter-Deckel ist dann eine glatte, ebene Platte erforderlich, in die an geeigneter Stelle nur noch die Bohrung für den Anschluß des Rundhohlleiters einzubringen ist.

Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Dicke dieses Deckels zumindest im Bereich des Übergangs so zu wählen, daß die Bohrung gleichzeitig als der gewünschte Rundhohlleiter dienen kann.

Die Anwendung verbindet gemäß einzelner bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in einer Struktur und auf kleinstem Raum

a) den gewünschten Winkel α zwischen Rechteckhohlleiter und Rundhohlleiter mit α = 90° für die senkrechte Anordnung der beiden Hohlleiter bzw. 0° < α < 90° für die schräge Anordnung der beiden Hohlleiter und
b) den Übergang, bei dem in den Rechteckhohlleiter ein oder mehrere Anschlußelemente (z.B. in Form von Stufen oder einer Schräge) eingebracht werden (z.B. gefräst werden), so daß in der gewünschten Arbeitsbandbreite eine Anpassung an den Rundhohlleiter, der in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nur aus einer einfachen Bohrung im Deckel besteht, erzielt werden kann. Die Dimensionierung der Struktur ist aufgrund der komplexen Geometrie mit entsprechenden feldtheoretischen Verfahren möglich.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Übergangs in perspektivischer Darstellung.

2 eine erste vorteilhafte Ausführungsform des Übergangs gemäß 1 mit Stufen als Anpaßelementen im Querschnitt von der Seite und von oben.

3 eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des Übergangs gemäß 1 mit einer Schräge als Anpaßelement im Querschnitt von der Seite und von oben.

Der Übergang in 1 besteht aus einem Rechteckhohlleiter 3, der als flache Nut in einen Block 1 gefräst ist und der durch einen Deckel 2 verschlossen ist, in den im Bereich des Übergangs eine Bohrung 4 im Durchmesser des Rundhohlleiters eingebracht ist. Die Dicke des Deckels ist so gewählt, daß die Bohrung 4 gleichzeitig auch als der gewünschte Rundhohlleiter dient. Die beiden Teile 1 und 2 sind im montierten Zustand fest miteinander verbunden, dergestalt, daß der Deckel 2 eine der beiden Breitseiten des Rechteckhohlleiters 3 bildet.
Hier stehen Rechteck- und Rundhohlleiter 3, 4 senkrecht aufeinander (α = 90°).
In 2 ist dieser Übergang im Detail näher erläutert. Im oberen Teil der Figur ist ein Querschnitt durch die Anordnung entlang der Linie AB (im unteren Teil der Figur angezeigt) dargestellt. Im Übergangsbereich weist die als Rechteckhohlleiter 3 dienende Nut Anpaßelemente 5 in Form von zwei rechteckförmigen Stufen auf, die sich über die gesamte Breite des Rechteckhohlleiters 3 erstrecken, wie aus dem unteren Teil der Figur hervorgeht. Der Rundhohlleiter ist als Bohrung 4 durch den Deckel 2 des Rechteckhohlleiters eingebracht und befindet sich direkt über den Stufen 5.
Der Übergang in 3 unterscheidet sich von dem Übergang der 2 lediglich dadurch, daß anstelle der Stufen (5 in 2) nunmehr eine Schräge 6 als Anpaßelement vorgesehen ist, die sich ebenfalls über die gesamte Breite des Rechteckhohlleiters 3 erstreckt.
Die Dimensionierung der Stufen (5 in 2) bzw. der Schräge (6 in 3) erfolgt – wie zuvor bereits erwähnt – auf der Basis an sich bekannter feldtheoretischer Berechnungen.
Im weiterer Ausgestaltung des übergangs ist es z.B. möglich, die Stufen oder die Schräge nicht über die gesamte Breite des Rechteckhohlleiters zu erstrecken, sondern nur über einen Teil der Breite.
In diesem Fall hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Stufen bzw. die Schräge an beiden Seiten den gleichen Abstand von der jeweils gegenüberliegenden Schmalseite des Rechteckhohlleiters aufweisen.
Erfindungsgemäß erstrecken sich die Anpaßelemente vom Rechteckhohlleiter in den Rundhohlleiter.
Schließlich ist es möglich, die Bohrung nicht senkrecht in den Deckel einzubringen, sondern schräg unter einem Winkel α mit 0° < α < 90°.

Claims

Übergang von einem Rechteckhohlleiter auf einen Rundhohlleiter, wobei der Rechteckhohlleiter (3) im Übergangsbereich auf einer seiner beiden Breitseiten eine Bohrung im Durchmesser des Rundhohlleiters (4) aufweist, auf die der Rundhohlleiter senkrecht oder schräg aufgesetzt ist oder die den Rundhohlleiter (4) darstellt und wobei der Rechteckhohlleiter (3) und der Rundhohlleiter (4) im Übergangsbereich durch mindestens ein Anpasselement (5; 6) aneinander angepasst sind und wobei der Rechteckhohlleiter (3) eine flache aus einem Block (1) gefräste Nut mit Anpasselementen (5, 6) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpasselemente (5, 6) derart angeordnet sind, dass sie sich vom Rechteckhohlleiter (3) in den Rundhohlleiter (4) erstrecken.
Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß – daß der Rechteckhohlleiter aus einer in einem Unterteil (1) verlaufenden Nut (2) besteht; – daß die Bohrung in den Deckel (2) eingebracht ist und im Bereich des Deckels (2) den Rundhohlleiter (4) bildet.
Übergang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Anpaßelement mindestens eine im Übergangsbereich im Rechteckhohlleiter (3) angeordnete Stufe (5) oder Schräge (6) vorgesehen ist.
Übergang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Stufe (5) oder Schräge (6) über die ganze Breite des Rechteckhohlleiters (3) oder nur über einen Teil dieser Breite sich erstreckt.
Übergang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich nur über einen Teil des Rechteckhohlleiters (3) erstreckende mindestens eine Stufe (5) oder Schräge (6) an beiden Enden den gleichen Abstand von der dem jeweiligen Stufen- oder Schräge-Ende gegenüberstehenden Schmalseite des Rechteckhohlleiters (3) aufweist.
Übergang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Anpaßelement (5; 6) zur Anpassung der Einstellung der Arbeitsfrequenz in Längsrichtung und/oder quer zur Längsrichtung des Rechteckhohlleiters (3) verstellbar angeordnet ist.
Übergang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des mindestens einen Anpaßelements (5; 6) mindestens eine Schraube vorgesehen ist.