DE19716290A1 - Richtkoppler - Google Patents
RichtkopplerInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/181—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides
- H01P5/182—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides the waveguides being arranged in parallel
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Richtkoppler mit
einem Koppelraum, an dessen zwei Stirnseiten je zwei
Hohlleiter angekoppelt sind, wobei der Koppelraum so
dimensioniert ist, daß darin neben dem Grundwellentyp H10
die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig sind.
Ein derartiger Richtkoppler ist aus der deutschen
Auslegeschrift 11 26 461 bekannt. Dieser Richtkoppler besteht
aus zwei Rechteckhohlleitern, welche direkt mit ihren
Breitseiten benachbart sind, wobei sich in der gemeinsamen
Trennwand der Hohlleiter eine Öffnung befindet, welche einen
Koppelraum bildet, in dem der Grundwellentyp H10 und die
höheren Wellentypen H11 und E11 existenzfähig sind. Gemäß
diesem Stand der Technik wird gefordert, die Trennwand
zwischen den Hohlleitern möglichst dünn auszugestalten, um
Stoßstellen an den Übergängen von den Hohlleitern auf den
Koppelraum zur weitgehenden Verringerung von Reflexionen
sehr schmal zu halten. Der in dieser Druckschrift
beschriebene Richtkoppler ist sehr schmalbandig.
Deshalb
liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, einen Richtkoppler
der eingangs genannten Art anzugeben, der wesentlich
breitbandiger als der Richtkoppler gemäß dem Stand der
Technik ist.
Die genannte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1 dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Koppelraum und den
einzelnen Hohlleitern Koppelblenden befinden und daß die
Höhe des Koppelraumes mindestens dem 2,5-fachen der Höhe
einer Koppelblende entspricht. Damit erreicht man eine sehr
breitbandige Anpassung der Hohlleiter an die Wellentypen im
Koppelraum. Der Koppelraum mit den Anschlußhohlleitern kann
sehr einfach durch Fräsen hergestellt werden, was
insbesondere sehr vorteilhaft für die Anwendung im
Millimeterwellen-Frequenzbereich ist. Außerdem zeichnet
sich der Richtkoppler durch eine sehr kompakte Bauform aus
und er besitzt eine sehr hohe Leistungsverträglichkeit, da
es im Koppelbereich keine sehr schmalen Spalte gibt.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen in Längsrichtung aufgeschnittenen Richtkoppler
und
Fig. 2 einen Längsschnitt A-A des Richtkopplers.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei verschiedene Längsschnitte
eines in Hohlleitertechnik ausgeführten Richtkopplers
dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 1 einen Längsschnitt
parallel zur Hohlleiterschmalseite b und die Fig. 2 einen
Längsschnitt A-A parallel zur Hohlleiterbreitseite a. Der
Richtkoppler besteht aus einem Koppelraum KR von der Länge
l, an dessen beiden Stirnseiten jeweils zwei symmetrische
Rechteckhohlleiter H1, H3 und H2, H4 angekoppelt sind. Jeder
Hohlleiter H1, H2, H3 und H4 ist über eine Koppelblende KB1,
KB2, KB3, KB4 an den Koppelraum KR angekoppelt. Der
Koppelraum KR hat eine Höhe, die mindestens dem 2,5-fachen
der Koppelblendenhöhe b entspricht. Von seiner
Dimensionierung her sind in ihm der Grundwellentyp H10 und
die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig.
Es sei angenommen, daß der Hohlleiter H1 das Eingangstor des
Richtkopplers ist, in den eine elektromagnetische Welle vom
Typ H10 eintritt. Die Energie dieser Welle soll auf die
beiden Hohlleiter H2 und H4 aufgeteilt, aber nicht in den
Hohlleiter H3 eingekoppelt werden. Diese Forderung erreicht
man dadurch, daß der Koppelraum K3 bezüglich seiner Breite
und Höhe so dimensioniert wird, daß beim Übergang der durch
den Hohlleiter H1 eintretenden Welle in den Koppelraum KR
neben dem Grundwellentyp H10 die höheren Wellentypen H11 und
E11 angeregt werden, welche sich dann im Koppelraum KR in
Richtung der Hohlleiter H2 und H4 ausbreiten. Bei der Wahl
dieser Wellentypen teilt sich die Energie der eingespeisten
Wellen zu gleichen Teilen auf die Grundwelle H10 und auf die
beiden höheren Wellentypen H11 und E11 auf. Die Grundwelle
H10 enthält also einen gleichgroßen Energieanteil wie die
beiden höheren Wellentypen H11 und E11 zusammen. Die
Energieanteile des H11 und des E11 Wellentyps variieren zwar
im Betriebsfrequenzbereich und sind nur bei einer diskreten
Frequenz gleich groß, in der Summe aber bilden sie stets die
Hälfte der Energie der eingespeisten Welle. Dort wo der
Hohlleiter H3 in den Koppelraum KR einmündet, kommt es zu
einer Auslöschung der einander überlagerten Felder der
Wellentypen H10 und H11, E11, so daß keine Energie in diesen
Hohlleiter H3 eingekoppelt wird.
Wesentlich für die Koppelfunktion ist die Phasendifferenz
der 3-dB Signalanteile des H10-Grundwellentyps und der H11
und E11-Wellentypen in der Verzweigungsebene der Hohlleiter
H2 und H4. Durch Wahl des Querschnitts und der Länge l des
Koppelraums KR läßt sich die gewünschte Phasendifferenz
einstellen. Somit können unterschiedliche Koppeldämpfungen
über die geeignete Wahl dieser Parameter realisiert werden.
Die Koppelblenden KB1, KB2, KB3 und KB4 in den Übergängen
von den Hohlleitern H1, H2, H3, H4 auf den Koppelraum KR
bewirken eine breitbandige reflexionsarme Anpassung der
Hohlleiter H1, H2, H3, H4 an die Wellentypen im Koppelraum
KR.
Zur Optimierung eines möglichst breitbandigen
Übertragungsverhaltens des Richtkopplers können zudem im
Koppelraum KR ein oder mehrere Diskontinuitäten KD
vorgesehen werden, von denen in den Fig. 1 und 2 eine
Diskontinuität KD in Form eines Querschnittsprunges
vorgesehen ist. Als Diskontinuitäten KD im Koppelraum KR zur
Verbesserung des Reflexionsfaktors und zu einer Optimierung
der Anregung der verschiedenen Wellentypen im Koppelraum KR
können auch Stifte an geeigneten Stellen im Koppelraum KR
vorgesehen werden.
Claims (1)
- Koppler mit einem Koppelraum, an dessen zwei Stirnseiten je zwei Hohlleiter angekoppelt sind, wobei der Koppelraum so dimensioniert ist, daß darin neben dem Grundwellentyp H10 die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Koppelraum (KR) und den einzelnen Hohlleitern (H1, H2, H3, H4) Koppelblenden (KB1, KB2, KB3, KB4) befinden und daß die Höhe des Koppelraums (KR) mindestens dem 2,5-fachen der Höhe (b) einer Koppelblende (KB1, KB2, KB3, KB4) entspricht.
Priority Applications (3)
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Publications (1)
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