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DE19901856A1 - 3 dB power divider - Google Patents

3 dB power divider

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Publication number
DE19901856A1
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Authority
DE
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Application
Patent type
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Ceased
Application number
DE1999101856
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Schneider
Werner Speldrich
Uwe Rosenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date

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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/19Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port of the junction type
    • H01P5/20Magic-T junctions

Abstract

Der 3dB-Leistungsteiler ist als eine Hohlleiter-Verzweigung mit vier Toren (T1, T2, T3, T4) ausgeführt. The 3 dB power divider is provided as a waveguide branching with four gates (T1, T2, T3, T4) is executed. Damit alle Arme der Hohlleiter-Verzweigung in einer Ebene liegen, ist an einer Breitseite eines zentralen rechteckförmigen Hohlleiters (1) ein erster rechteckförmiger Hohlleiterarm (2) stirnseitig so gekoppelt, daß seine Breitseite sich in Richtung der Breitseite des zentralen Hohlleiters (1) erstreckt. Thus, all of the arms of the waveguide branching lie in a plane that is on one broad side of a central rectangular waveguide (1) a first rectangular waveguide arm (2) frontally coupled so that its broad side in the direction of the broad side of the central hollow conductor (1). Ein zweiter Hohlleiterarm (3) ist an der dem ersten Hohlleiterarm (2) gegenüberliegenden Breitseite des zentralen Hohlleiters (1) so angekoppelt, daß die Breitseite des zweiten Hohlleiterarms (3) senkrecht zur Breitseite des zentralen Hohlleiters (1) orientiert ist. A second waveguide arm (3) is at the first waveguide arm (2) opposite broad side of the central hollow conductor (1) so coupled that the broad side of the second Hohlleiterarms (3) perpendicularly to the broad side of the central hollow conductor (1) is oriented.

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen 3dB- Leistungsteiler, bestehend aus einer 4 Tore aufweisenden Hohlleiter-Verzweigung, wobei an einer Breitseite eines zentralen rechteckförmigen Hohlleiters ein erster rechteckförmiger Hohlleiterarm stirnseitig so angekoppelt ist, daß seine Breitseite sich in Richtung der Breitseite des zenralen Hohlleiters erstreckt, und ein zweiter rechteckförmiger Hohlleiterarm stirnseitig an einer anderen Seitenwand des zentralen Hohlleiters angekoppelt ist. The present invention relates to a 3 dB power divider consisting of a 4 gates having waveguide branch, wherein on one broad side of a central rectangular waveguide, a first rectangular waveguide arm is frontally coupled such that its long side extends in the direction of the broad side of the zenralen waveguide, and a second rectangular waveguide arm is frontally coupled to another side wall of the central waveguide.

Ein solcher 3dB-Leistungsteiler für Hochfrequenzsignale, der als 4-torige Hohlleiter-Verzweigung mit jeweils zwei voneinander entkoppelten Toren ausgeführt ist, wird in der Literatur als Magisches T bezeichnet und ist z. Such a 3 dB power divider for high frequency signals, which is designed as a 4-engined waveguide branch, each with two mutually decoupled gates is referred to in the literature as a magic T and z. B. beschrieben in H. Meinke und FW Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Dritte verbesserte Auflage, 1968, Seite 439. Bei einer als Magisches T ausgeführten Hohlleiter-Verzweigung erstrecken sich die einzelnen Hohlleiterarme in drei verschiedene Raumrichtungen. As described in H. Meinke and FW Gundlach: Handbook of high frequency technology, third revised edition, 1968, page 439. In one designed as a magic T-branch waveguide, the individual waveguide arms extend in three different directions in space. Diese Bauform von einer 4-torigen Hohlleiter-Verzweigung ist ungeeignet für die Herstellung einer integrierten Hohlleiterschaltung. This construction of a 4-Torigen waveguide branch is unsuitable for the fabrication of an integrated waveguide circuit. Denn dazu sollten alle Hohlleiterbauteile möglichst in einer Ebene ausgerichtet sein, so daß eine Realisierung der Hohlleiterbauteile in Halbschalentechnik möglich ist. For to this end should be as aligned in a plane all waveguide components so that a realization of the waveguide components is possible in half-shell technology.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen 3dB- Leistungsteiler der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Hohlleiterarme sich ausschließlich in zwei verschiedene, in einer Ebene liegende Raumrichtungen erstrecken. The invention is therefore based on the object to provide a 3 dB power divider of the type mentioned, whose hollow conductor arms extend exclusively in two different in-plane directions.

Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein erster rechteckförmiger Hohlleiterarm stirnseitig so an einer Breitseite eines rechteckförmigen zentralen Hohlleiters angekoppelt ist, daß die Breitseite des ersten Hohlleiterarms sich in Richtung der Breitseite des zentralen Hohlleiters erstreckt. The above object is solved with the features of claim 1, characterized in that a first rectangular waveguide arm front side is so coupled to a wide side of a rectangular central waveguide in that the broad side of the first Hohlleiterarms extends in the direction of the broad side of the central waveguide. Ein zweiter Hohlleiterarm ist an der dem ersten Hohlleiterarm gegenüberliegenden Breitseite des zentralen Hohlleiters so angekoppelt, daß die Breitseite des zweiten Hohlleiterarms senkrecht zur Breitseite des zentralen Hohlleiters orientiert ist, wobei der zweite Hohlleiterarm bezüglich der Mittellinie der Breitseite des zentralen Hohlleiters unsymmetrisch angeordnet ist. A second waveguide arm is on the side opposite to the first waveguide arm broad side of the central waveguide coupled such that the broad side of the second Hohlleiterarms is oriented perpendicularly to the broad side of the central waveguide, said second waveguide arm with respect to the center line of the broad side of the central hollow conductor is arranged asymmetrically.

Sämtliche Hohlleiterarme dieser Hohlleiter-Verzweigung liegen in einer Ebene, wodurch diese Hohlleiter-Verzweigung geeignet ist, in einer Hohlleiterschaltung mit anderen in derselben Ebene liegenden Hohlleiterbauteilen integriert zu werden. All waveguide arms of this waveguide branch lying in one plane, making these hollow waveguide branch is adapted to be integrated in a waveguide circuit with other coplanar waveguide components.

Zur Erzielung eines möglichst breiten Nutzfrequenzbandes für den 3dB-Leistungsteiler ist es zweckmäßig, in den Ankoppelbereichen der beiden Hohlleiterarme im zentralen Hohlleiter und/oder in den Hohlleiterarmen Diskontinuitäten - vorzugsweise Blenden, Stifte, Stege - vorzusehen. To achieve a usable frequency band as wide as possible for the 3dB power splitter, it is expedient, in the coupling areas of the two waveguide arms in the central waveguide and / or in the waveguide arms discontinuities - preferably apertures, pins, webs - to be provided.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels Description of an embodiment

Der in der einzigen Figur dargestellte 3dB-Leistungsteiler besteht aus einem zentralen rechteckförmigen Hohlleiter 1 mit den Toren T1 und T2 und zwei an diesen zentralen Hohlleiter 1 angekoppelten rechteckförmigen Hohlleiterarmen 2 und 3 mit den Toren T3 und T4. The illustrated in the single figure of 3 dB power divider consists of a central rectangular waveguide 1 to the gates of T1 and T2 and two of these central waveguide 1 coupled rectangular waveguide arms 2 and 3 with the gates of T3 and T4. Der erste Hohlleiterarm 2 ist an den zentralen Hohlleiter 1 stirnseitig an einer von dessen zwei Breitseiten angekoppelt. The first waveguide arm 2 is coupled to the central waveguide 1 the end face at one of its two broad sides. Dabei ist der Hohlleiterarm 2 so ausgerichtet, daß seine Breitseite sich in Richtung der Breitseite des zentralen Hohlleiters 1 erstreckt. Here, the waveguide arm 2 is oriented so that its broad side extending in the direction of the broad side of the central waveguide. 1 Der zweite Hohlleiterarm 3 ist an der dem ersten Hohlleiterarm 2 gegenüberliegenden Breitseite des zentralen Hohlleiters 1 stirnseitig angekoppelt. The second waveguide arm 3 is at the first waveguide arm 2 opposite broad side of the central waveguide 1 is coupled frontally. Dabei ist der zweite Hohlleiterarm 3 gegenüber dem ersten Hohlleiterarm 2 um 90° gedreht, so daß die Breitseite des zweiten Hohlleiterarms 3 senkrecht zur Breitseite des zentralen Hohlleiters 1 orientiert ist. Here, the second waveguide arm 3 is rotated relative to the first waveguide arm 2 by 90 °, so that the wide side of the second Hohlleiterarms 3 is oriented perpendicular to the wide side of the central waveguide. 1 Außerdem ist der zweite Hohlleiterarm 3 außermittig an der Breitseite des zentralen Hohlleiters 1 angekoppelt, dh der zweite Hohlleiterarm 3 ist mit seiner Stirnseite bezüglich der Mittellinie der Breitseite des zentralen Hohlleiters 1 unsymmetrisch angeordnet. Moreover, the second waveguide arm 3 is eccentrically coupled to the wide side of the central waveguide 1, that the second waveguide arm 3 is disposed with its end face with respect to the center line of the broad side of the central waveguide 1 unsymmetrical.

Wie die Zeichnung verdeutlicht, liegen alle Hohlleiter 1 , 2 und 3 in einer Ebene, so daß die gesamte Hohlleiter- Verzweigung in Halbschalentechnik hergestellt werden kann und damit für eine Integration in eine Hohlleiterschaltung geeignet ist. As the drawing shows, are all waveguides 1, 2 and 3 in a plane, so that the entire hollow conductor branch can be made in half-shell technology and thus is suitable for integration in a waveguide circuit.

Die beiden Hohlleiterarme 2 und 3 sind bezüglich einer Linie, die sich in Richtung der beiden Tore T3 und T4 erstreckt, symmetrisch angeordnet. The two waveguide arms 2 and 3 are relative to a line extending in the direction of the two gates T3 and T4, arranged symmetrically.

Der zentrale Hohlleiter 1 bildet mit dem ersten Hohlleiterarm 2 eine E-Verzweigung. The central waveguide 1 forms a E-junction with the first waveguide arm. 2 Das bedeutet, daß bei reflexionsfreiem Abschluß an den Toren T1 und T2 die Tore T3 und T4 entkoppelt sind. This means that at non-reflective termination at the gates of T1 and T2, the gates are decoupled T3 and T4. Ein am Tor T3 eingespeistes Signal wird durch die Hohlleiter-Verzweigung so aufgeteilt, daß an den Toren T1 und T2 des zentralen Hohlleiters 1 je die Hälfte der eingespeisten Signalleistung erscheint. A signal fed to the gate signal T3 is divided by the branch waveguide so that each half of the injected signal power appears at the gates of T1 and T2 of the central waveguide. 1 Das Tor T4 des zweiten Hohlleiterarms 3 ist entkoppelt, so daß hier kein Signalanteil auftritt. The gate of T4 of the second Hohlleiterarms 3 is uncoupled, so that there is no signal component occurs.

Der zweite Hohlleiterarm 2 koppelt die in Hohlleiterlängsrichtung orientierte magnetische Feldkomponente (Hz) des zentralen Hohlleiters 1 an. The second waveguide arm 2 coupled to the waveguide oriented in the longitudinal direction magnetic field component (Hz) of the central waveguide. 1 Ein am Tor T4 eingespeistes Signal wird somit zu gleichen Leistungsanteilen auf die Tore T1 und T2 des zentralen Hohlleiters 1 aufgeteilt. A signal fed to the gate signal T4 is thus divided in equal power fractions to the gates of T1 and T2 of the central waveguide. 1 Das Tor T3 des ersten Hohlleiterarms 2 ist entkoppelt; The gate T3 of the first Hohlleiterarms 2 is decoupled; an ihm erscheint also kein Signalanteil. so no signal component appears to him. Bei Einspeisung eines Signals an einem der Tore T1 oder T2 des zentralen Hohlleiters 1 treten gleich große Signalanteile an den Toren T3 und T4 auf, während das entsprechend gegenüberliegende Tor T2 oder T1 entkoppelt ist. When feeding a signal to one of the gates T1 or T2 of the central waveguide 1 of equal size signal components at the gates of T3 and T4 occur while the corresponding opposite the port T2 or T1 is disconnected. Die unterschiedlich gezeichneten Pfeile in der Zeichnung machen die Signalaufteilung auf die verschiedenen Tore deutlich, wenn entweder am Tor T3 oder am Tor T4 ein Signal eingespeist wird. The different line arrows in the drawing make the signal distribution to the various gates clear when either a signal is input at the gate or at the gate T3 T4.

Um ein möglichst breites Nutzfrequenzband des 3dB- Leistungsteilers zu erzielen, sind unter Umständen Diskontinuitäten im Bereich der Ankoppelstellen für die beiden Hohlleiterarme 2 und 3 sowie im Verzweigungsbereich erforderlich. To the widest possible usable frequency of 3 dB to achieve power splitter, may be required discontinuities in the coupling points for the two waveguide arms 2 and 3 and the branching region. In der Zeichnung sind beispielsweise im zentralen Hohlleiter 1 und im ersten Hohlleiterarm 2 induktiv wirkende Stifte 4 und eine kapazitiv wirkende Koppelblende 5 und im Hohlleiterarm 3 ein Steg 6 angeordnet. In the drawing, for example, in the central hollow conductor 1 and the first waveguide arm 2 inductively acting pins 4 and a capacitively acting coupling iris 5 and 6 arranged in a ridge waveguide arm. 3 Die Art und Plazierung der Diskontinuitäten wird mit dem Ziel einer Optimierung des Nutzfrequenzbandes ausgewählt. The type and location of the discontinuities is selected with the aim of optimizing the useful frequency band.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen alle Hohlleiter 1 , 2 , 3 gleiche Querschnitte auf. In the illustrated embodiment all have the waveguides 1, 2, 3 of the same cross-sections. Die Hohlleiter können aber auch unterschiedliche Querschnitte haben. However, the waveguide may also have different cross sections.

Zur reflexionsfreien Anpassung am Anschlußhohlleiter können die Hohlleiter 1 , 2 , 3 an ihren Toren mit Transformationselementen versehen werden. For reflection-free adaptation to the terminal waveguide, the waveguide can be 1, 2, 3 are provided at their gates with transformation elements.

In der Zeichnung weisen die Hohlleiter 1 , 2 , 3 ideale Rechteckquerschnitte auf. In the drawing, the hollow fibers 1, 2, 3 ideal square cross-sections have. Wenn in der Anmeldung von rechteckförmigen Hohlleitern die Rede ist, ist damit gemeint, daß auch Hohlleiterquerschnitte zugelassen sind, die von der idealen Rechteckform abweichen (z. B. Querschnitt mit abgerundeten Kanten, elliptischer Querschnitt und dgl.), in denen sich aber Felder ausbreiten, die denen von Rechteckhohlleitern im wesentlichen gleichen. When reference is made in the application of rectangular waveguides, it is meant that even waveguide cross-sections are permitted to deviate from the ideal rectangular shape (eg. As cross-section with rounded edges, elliptical cross-section and the like.), But in which spread Fields to those of rectangular waveguides substantially the same.

Claims (2)

  1. 1. 3dB-Leistungsteiler, bestehend aus einer 4-Tore (T1, T2, T3, T4) aufweisenden Hohlleiter-Verzweigung, wobei an einer Breitseite eines zentralen rechteckförmigen Hohlleiters ( 1 ) ein erster rechteckförmiger Hohlleiter ( 2 ) stirnseitig so angekoppelt ist, daß seine Breitseite sich in Richtung der Breitseite des zentralen Hohlleiters ( 1 ) erstreckt, und ein zweiter rechteckförmiger Hohlleiterarm ( 3 ) stirnseitig an einer anderen Seitenwand des zentralen Hohlleiters ( 1 ) angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Hohlleiterarm ( 3 ) an der dem ersten Hohlleiterarm ( 2 ) gegenüberliegenden Breitseite des zentralen Hohlleiters ( 1 ) so angekoppelt ist, daß die Breitseite des zweiten Hohlleiterarms ( 3 ) senkrecht zur Breitseite des zentralen Hohlleiters ( 1 ) orientiert ist, und daß der zweite Hohlleiterarm ( 3 ) bezüglich der Mittellinie der Breitseite des zentralen Hohlleiters ( 1 ) unsymmetrisch angekoppelt ist. 1. 3 dB power divider consisting of a 4-gates (T1, T2, T3, T4) having waveguide branch, wherein on one broad side of a central rectangular waveguide (1) a first rectangular waveguide (2) is frontally coupled so that its broad side in the direction of the broad side of the central hollow conductor (1), and a second rectangular waveguide arm (3) end face of another side wall of the central hollow conductor (1) is coupled, characterized in that the second waveguide arm (3) at the first waveguide arm (2) opposite broad side of the central hollow conductor (1) is coupled in such a way that the broad side of the second Hohlleiterarms (3) is perpendicular to the broad side of the central hollow conductor (1) oriented, and that the second waveguide arm (3) with respect to the center line of the broad side of the central hollow conductor (1) is coupled asymmetrically.
  2. 2. 3dB-Leistungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ankoppelbereichen der beiden Hohlleiterarme ( 2 , 3 ) im zentralen Hohlleiter ( 1 ) und/oder in den Hohlleiterarmen ( 2 , 3 ) Diskontinuitäten ( 4 , 5 , 6 ) - vorzugsweise Blenden, Stifte, Stege - vorgesehen sind. 2. 3 dB power divider according to claim 1, characterized in that in the coupling areas of the two waveguide branches (2, 3) in the central hollow conductor (1) and / or in the hollow conductor arms (2, 3) discontinuities (4, 5, 6) - preferably covers, pins, webs - are provided.
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