DE19632366A1 - Frequenzweiche - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frequenzweiche, bestehend aus einem Sammelhohlleiter, an dem mehrere, auf verschiedene Frequenzkanäle abgestimmte Bandpaßfilter angekoppelt sind.

Eine derartige Frequenzweiche ist beispielsweise aus IEEE TRANSACTIONS ON MICORWAVE THEORY AND TECHNIQUES, März 1974, Seiten 332 bis 336 bekannt. Die einzelnen Bandpaßfilter dieser Frequenzweiche sind an den Seitenwänden des Sammelhohlleiters angekoppelt. Dieser Sammelhohlleiter ist an einem Ende kurzgeschlossen und an sein anderes Ende schließt sich ein den Eingang bzw. den Ausgang der Frequenzweiche darstellender Anschlußhohlleiter an. Um eine gewünschte Filtercharakteristik der Frequenzweiche zu realisieren, kommt es bei deren Entwurf sehr entscheidend auf die Abstände zwischen den einzelnen an den Sammelhohlleiter angekoppelten Bandpaßfiltern an. Der Entwurf einer solchen Frequenzweiche ist sehr aufwendig, da eine starke gegenseitige Beeinflussung der Bandpaßfilter vorhanden ist. Die Orte der Ankopplung der Bandpaßfilter an den Sammelhohlleiter hängen sehr stark von den vorgegebenen Frequenzkanälen ab. Kommt es z. B. zu einer Verschiebung nur eines Frequenzkanals, so ist die Frequenzweiche komplett neu zu entwerfen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Frequenzweiche der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die gegenseitige Beeinflussung der Bandpaßfilter möglichst gering ist, so daß eine Änderung der Frequenzkanäle auch ohne kompletten Neuentwurf der Frequenzweiche möglich ist.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Länge des Sammelhohlleiters dem n-Fachen (n = 1, 2, 3 . . . ) der mittleren halben Wellenlänge des gesamten Nutzfrequenzbandes der Frequenzweiche entspricht, und daß am Übergang vom Sammelhohlleiter auf einen Anschlußwellenleiter eine Koppelvorrichtung vorhanden ist. Somit wirkt der Sammelhohlleiter wie ein Hohlraumresonator, in dem sich eine stehende Feldverteilung ausbildet. Dadurch ist es möglich, sämtliche Bandpaßfilter in äquidistanten Abständen von ca. der halben Wellenlänge des gesamten Nutzfrequenzbandes an den Sammelhohlleiter anzukoppeln. Auch sind die Ankoppelorte für die Bandpaßfilter nicht von der Lage der Frequenzkanäle abhängig, und es können nachträglich auch weitere Bandpaßfilter für andere Frequenzkanäle ergänzt werden.

Gemäß den Unteransprüchen kann der Anschlußwellenleiter ein Hohlleiter oder ein Koaxialleiter sein, der entweder an ein Ende des Sammelhohlleiters oder an seiner Seite angekoppelt ist. Als Koppelvorrichtung für einen Anschlußhohlleiter kommt vorzugsweise eine kapazitive oder induktive Blende in Frage. Für die Ankopplung eines Anschlußkoaxialleiters kann dessen Innenleiter als Koppelsonde in den Sammelhohlleiter hineinragen. Der Anschlußhohlleiter kann entweder an die Longitudinalkomponente des magnetischen Feldes der H10-Welle oder an eine Transversalkomponente des magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter angekoppelt werden. Zudem ist auch eine Ankopplung an die elektrische Feldkomponente der H10-Welle möglich. Dagegen wird der als Koaxialleiter ausgebildete Anschlußwellenleiter mit dem elektrischen Feld der H10-Welle im Sammelhohlleiter gekoppelt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Sammelhohlleiter mit an einer Seite angekoppelten Bandpaßfiltern,

Fig. 2 einen Sammelhohlleiter mit an zwei gegenüber­ liegenden Seiten angekoppelten Bandpaßfiltern,

Fig. 3 einen Sammelhohlleiter mit einem seitlich angekoppelten Anschlußhohlleiter und an den Stirnseiten angekoppelten Bandpaßfiltern und

Fig. 4 einen Sammelhohlleiter mit einem seitlich angekoppelten Anschlußhohlleiter und mehreren an der gegenüberliegenden Seite angekoppelten Bandpaßfiltern.

Die in der Fig. 1 dargestellte Frequenzweiche besteht aus einem Sammelhohlleiter 1 und mehreren an eine Seitenwand dieses Sammelhohlleiters 1 angekoppelten Bandpaßfiltern 2, 3 und 4, welche in bekannter Weise aus einem oder mehreren miteinander gekoppelten Hohlraumresonatoren bestehen. Der Sammelhohlleiter 1 weist an einem Ende eine Kurzschlußwand 5 auf und ist mit seinem anderen Ende über eine Koppelvorrichtung 6 an einen Anschlußhohlleiter 7 angekoppelt. Die Koppelvorrichtung 6 besteht entweder aus einer induktiven oder kapazitiven Blende oder aus mehreren in den Hohlleiter hineinragenden Stäben. Die Länge L des Sammelhohlleiters 1, d. h. der Abstand der Koppelvorrichtung 6 von der Kurzschlußwand 5 beträgt ein n-faches (n = 1, 2, 3, . . . ) der mittleren halben Wellenlänge des gesamten Nutzfrequenzbandes der Frequenzweiche. Mit dieser Längendimensionierung und dem Einsatz einer Koppelvorrichtung am Übergang auf den Anschlußhohlleiter 7 wirkt der Sammelhohlleiter wie ein Hohlraumresonator, in dem stehende Wellen existieren. Dies ermöglicht es, die Bandpaßfilter 2, 3, 4 in äquidistanten Abständen 1 der halben mittleren Wellenlänge des Nutzfrequenzbandes oder einem ganzzahligen Vielfachen davon an den Sammelhohlleiter 1 anzukoppeln und zwar dort, wo sich Maxima des magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter befinden. Für die Wahl der Koppelstelle für die Bandpaßfilter spielt die Lage des dem jeweiligen Bandpaßfilter zugeordneten Frequenzkanals innerhalb des gesamten Nutzfrequenzbandes keine Rolle. Deshalb können auch nachträglich Bandpaßfilter für andere Frequenzkanäle innerhalb des Nutzfrequenzbandes hinzugefügt bzw. ausgetauscht werden, ohne daß die Frequenzweiche neu entworfen werden muß.

Während bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Bandpaßfilter 2, 3, 4 an eine Schmalseite des rechteckigen Sammelhohlleiters 1 angekoppelt sind, können auch an den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten des Sammelhohlleiters 1 Bandpaßfilter angekoppelt werden. Außerdem ist, wie Fig. 2 zeigt, eine Ankopplung von Bandpaßfiltern 8, 9, 10, 11 an eine oder beide Schmalseiten des Sammelhohlleiters 1 möglich.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Frequenzweiche ist ein Anschlußhohlleiter 12 an eine Seitenwand, nämlich der Schmalseite des Sammelhohlleiters 1 über eine Koppelvorrichtung 13 (vorzugsweise eine kapazitive oder induktive Blende) angekoppelt. Der Ort für die Ankopplung des Anschlußhohlleiters 12 ist so gewählt, daß er an die Longitudinalkomponente des magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter 1 ankoppelt. Bandpaßfilter 14 und 15 sind an die Stirnseiten des Sammelhohlleiters 1 angekoppelt. Es können aber auch Bandpaßfilter seitlich an den Sammelhohlleiter angekoppelt werden, so wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt zwei im Abstand von 1 = λ/2 über Koppelstifte 18, 19 an die den Anschlußhohlleiter gegenüberliegende Seite des Sammelhohlleiters 1 angekoppelte Bandpaßfilter 16 und 17.

In den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind einige Möglichkeiten für die Ankopplung von Bandpaßfiltern an den Sammelhohlleiter dargelegt worden. Grundsätzlich ist jede elektrische oder magnetische Ankopplung von Bandpaßfiltern an den Sammelhohlleiter dort möglich, wo Maxima des elektrischen bzw. magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter auftreten.

Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Anschlußwellenleiter ein Hohlleiter 7, 12. Der Anschlußhohlleiter kann aber ebenso ein Koaxialleiter sein, dessen Innenleiter z. B. als Koppelsonde in den Sammelhohlleiter hineinragt und mit dem elektrischen Feld der H10-Welle im Sammelhohlleiter koppelt. Natürlich kann der Anschlußwellenleiter auch eine Mikrostreifenleitung sein. Dabei können zum Stand der Technik gehörende Übergänge von Mikrostreifenleitungen auf Hohlleiter für die Ankopplung an den Sammelhohlleiter verwendet werden.

Claims (7)

1. Frequenzweiche, bestehend aus einem Sammelhohlleiter, an dem mehrere auf verschiedene Frequenzkanäle abgestimmte Bandpaßfilter angekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des Sammelhohlleiters (1) dem n-Fachen (n = 1, 2, 3, . . . ) der mittleren halben Wellenlänge des gesamten Nutzfrequenzbandes der Frequenzweiche entspricht, und daß am Übergang vom Sammelhohlleiter (1) auf einen Anschlußwellenleiter (7, 12) eine Koppelvorrichtung (6, 13) vorhanden ist.

2. Frequenzweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelhohlleiter (1) an einem Ende kurzgeschlossen ist, und daß der Anschlußwellenleiter (7) an das andere Ende des Sammelhohlleiters (1) angekoppelt ist.

3. Frequenzweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußwellenleiter (12) seitlich an den Sammelhohlleiter (1) angekoppelt ist.

4. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußwellenleiter (12) ein Hohlleiter ist, der an die Longitudinalkomponente des magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter (1) angekoppelt ist.

5. Frequenzweiche nach einem der Anspruche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußwellenleiter (12) ein Hohlleiter ist, der an eine Transversalkomponente des magnetischen Feldes der H10-Welle im Sammelhohlleiter (1) angekoppelt ist.

6. Frequenzweiche nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung eine kapazitive oder induktive Blende (6, 13) ist.

7. Frequenzweiche nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußwellenleiter ein Koaxialleiter ist, dessen Innenleiter als Koppelsonde dient, die mit dem elektrischen Feld der H10-Welle im Sammelhohlleiter gekoppelt ist.