DE2134077C3 - Mehrkanal-Drehkopplung - Google Patents

Description

kopplung geeignet ist, und umgekehrt. Bei der Kon

45 struktion von zur Umwandlung der Wellenforn

dienenden Transformatoren für Drehkcpplungen sine

in erster Linie zwei Forderungen zu erfüllen. Zu nächst ist es zwingend notwendig, daß die Wellen energie von dei einen Wellenform in die andere ohn<

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrkanal- 50 Anregung zusätzlicher, störender Wellenform« Drehkopplung mit zwei aneinander angrenzenden, transformiert wird. Weiterhin ist es wünschenswert

um eine gemeinsame Achse gegeneinander drehbaren daß der Transformator in einem möglichst breitei

Hohlleiterabschnitten mit kreissymmetrischem Quer- Frequenzband arbeitet. Eine dritte Forderung be

schnitt und an den entgegengesetzten Enden der steht darin, daß der Transformator geringe Verlust!

Hohlleiterabschnittt angebrachten Koppelgliedern. 55 aufweist und in der Lage ist, sowohl eine sehr hohl Bei vielen im Mikrowellenbereich arbeitenden An- Spitzenleistung als auch eine hohe mittlere Leistunj

lagen 1*1 es erforderlich, elektromagnetische Wellen zu übertragen.

von einem stationären Gerät zu einem anderen Gerät Aus der US-PS 3 188 588 ist eine Drehkopplunj

zu übertragen, das in bezug auf das erste Gerät eine bekannt, bei der als Transformator eine Hohlleiter

Drehbewegung auszuführen vermag. Das bekannteste 60 anordnung mit Verzweigungen verwendet wird Beispiel für eine solche Anlage ist eine Radaranlage durch die eine die TE₁₀-WeIIe führende Haupt

mit einer Richtantenne, die in bezug auf die stationäre leitung in acht ebenfalls TE₁₀-Wellen führende Armi

Sende- und Empfangseinrichtung eine Drehung aus- verzweigt wird. Diese Arme münden in die Endflächi

führt. Bei solchen Anlagen findet eine bekannte Ein- des zugeordneten kreissymmetrischen Hohlleiters un<

richtung Verwendung, die gewöhnlich als Drehkopp- 65 sind derart angeordnet, daß sie auf die Endflächi

lung bezeichnet wird. Drehkopplungen sind seit vielen symmetrisch verteilt sind und ihre Breitseiten paralle

Jahren in Gebrauch und haben ein hohes Maß an zu Radien des kreissymmetrischen Hohlleiter

mechanischer Vervollkommnung erreicht. abschnittes verlaufen. Die Anregung erfolgt ferne

so, daß die Vektoren des elektrischen Feldes, die dungsgemäßen Mehrkanal-Drehkopplung verwen-

tangential zum Umfang des kreksymmetrischen deten Hybridanordnung,

Hohlleiterabschnittes verlaufen, gleichsinnig ge- F i g. 4 die perspektivische Darstellung eines teil-

ricätet sind, so daß in dem kreissymmetrischen weise aufgebrochenen Abschnittes der Hybridanord-

Hoblleiterabschnitt die TE₀₁-WeIIe angeregt wird. 5 nung nach F i g. 3,

Eine solche Anordnung zeichnet sich zwar durch eine F i g. 5, 6 und 7 Querschnitte längs der Linie V-V,

relativ große Bandbreite und eine hoie Spannungs- VI-VI und VII-VII der Anordnung nach Fig.4,

festigkeit aus, hat jedoch einen komplizierten Auf- welche den Verlauf des elektrischen Feldes in den

bau, der die Anwendung einer solchen Anordnung Querschnittsebenen wiedergeben, und

in Mehrkanal-Drehkopplungen ausschließt. io F i g. 8 eine vereinfachte bildliche Darstellung einer

Der Aufbau von Drehkopplungen und der züge- bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

hörigen Transformatoren wird noch schwieriger, Mehrkanal-Drehkopplung.

wenn mehr als ein Kanal benötigt wird. Bisher wurde Bei der in dem Blockschaltbild nach Fig. 1 ein gewisser Erfolg mit Drehkopplungen erzielt, die dargestellten Anlage weist eine stationäre Einrichvon einer Anzahl konzentrisch zueinander angeord- 15 rung 10 eine Anzahl voneinander unabhängiger Einneter Koaxialleitungen Gebrauch machten, welche gangs-Ausgangs-Kanäle auf, die mit Kanal 1, die Energie in Form der TEM-Welle übertrugen. Kanal 2... Kanal η bezeichnet sind und mit Hilfe Solch eine Anordnung ist jedoch hinsichtlich der einer Drehkopplung 11 mit einer rotierenden Einübertragbaren Leistung begrenzt, was insbesondere richtung 12 verbunden sind. Der Ausdruck »statiofür die innerste Koaxialleitung gilt. Durcn die Ver- 20 näre Einrichtung« ist ein relativer Ausdruck und Wendung von kreisförmigen Hohlleitern oder ko- bezieht sich auf einen festen Zustanu der Einrichtung axialen Hohlleitern, welche die Energie in Form in bezug auf eine willkürliche Bezugsebene. So kann orthogonaler Hohlleiterwellen übertragen, die von die stationäre Einrichtung 10 auf einem Fahrzeug der TEM-Welle abweichen, wird die Übertragung oder Schiff angeordnet sein, das gegenüber der Erde größerer Leistungen möglich. Es stellt sich dann »5 beweglich ist, und trotzdem als stationär bezeichnet jedoch das Problem, die Energie mit hoher Wirkung werden. Die rotierende Einrichtung 12 soll Geräte in den ausgewählten Hohlleiter-Wellentyp mit hoher umfassen, die in der Lage sind, eine Drehbewegung Reinheit des Wellentyps zu transformieren. in einem bestimmten Winkelbereich oder auch voll-

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu- ständige Umdrehungen in bezug auf die stationäre

gründe, eine Drehkopplung zu schaffen, die unter 30 Einrichtung auszuführen.

Oberwindung der behandelten Schwierigkeiten in der Wie oben erwähnt, ist eine übliche Anlage, bei der

Lage ist, die Wellenenergie mehrerer Kanäle zu über- eine Drehkupplung nach der Erfindung verwendet

tragen, einer sehr hohen Leistung standzuhalten und werden kann, ein Hochleistungs-Radarsystem. In

zugleich eine hohe Leistung zu übertragen. einem solchen Fall würde die stationäre Einrichtung

Diese Erfindung besteht darin, daß die als Trans- 35 10 den Radarsender, den Empfänger und andere

formatoren zur Umwandlung des Wellentyps dienen- damit verbundene Einrichtungen umfassen. Die

den Koppelgliede·· jeweils eine Hybridanordnung mit rotierende Einrichtung 12 würde dann aus einer

mindestens drei Eingängen bzw. Ausgängen umfassen Richtantennenanordnung bestehen. In manchen

und jeder Eingang bzw. Ausgang mit einer anderen Fällen wird nur ein einziger Kanal zur Übertragung

von verschiedenen, in den Hohlleiterabschnitten 40 der Wellenenergie zwischen der stationären und der

möglichen und zueinander orthogonalen, kreissym- rotierenden Einrichtung benötigt. Bei manchen

metrischen Wellenformen gekoppelt ist. anderen Anwendungen ist es jedoch erwünscht, über

Die Hohlleiterabschnitte der erfindungsgemäßen eine Mehrzahl von Kanälen zu verfügen, auch wenn

Mi rkanal-Drehkopplung können groß eenug ge- manche dieser Kanäle nur eine geringe Leistung zu

macnt werden, um hohe Leistungen in wenigstens 45 übertragen brauchen.

drei kreissymmetrischen Wellenformen zu übertra- Die in F i g. 2 zu Erläuterungszwecken dargestellte

gen. Die vorgesehenen Hybridanordnungen gewähr- Drehkopplung bekannter Bauart weist einen ersten

leisten die Transformation der TE,₀-Wellen aus drei Abschnitt eines rechteckigen Hohlleiters 20 auf, der

rechteckigen Speisehohlleitern in die TE₀₁-WeIIe zur Herstellung einer Verbindung zu der hier nicht

sowie rechts- und linksdrehende, zirkulär polarisierte 50 dargestellten stationären Einrichtung dient. Ein

TE,,-Wellen. Zusätzlich kann noch eine getrennte zweiter Abschnitt eines rechteckigen Hohlleiters 21

Koaxialleitung für niedere Leistung vorgesehen wer- ist zur elektromagnetischen Kopplung mit der rotie-

den, die in der Mitte des kreissymmetrischen oder renden Einrichtung bestimmt. Beispielsweise kann

koaxialen Hohlleiters für die hohe Leistung ange- ein sich erweiternder Abschnitt oder ein Horn 22

ordnet ist Auf diese Weise wird dann eine einheit- 55 dazu dienen, einen ebenfalls nicht dargestellten

liehe Drehkopplung geschaffen, die drei voneinander Reflektor oder Hilfsreflektor zu speisen,

unabhängige Hochleistungskanäle und einen weiteren Zwischen den beiden Hohlleiterabschnitten 20 und

Kanal für eine niedere Leistung aufweist. 21 sind zwei Abschnitte 23 und 24 eines Hohlleiters

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Er- mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet, die durch

findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung 60 eine kombinierte Drossel-Lager-Anordnung 25 mit-

der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- einander verbunden sind. Ein Antriebsmotor 26 isi

spiele. Es zeigt über Zahnräder 27 und 28 mit dem oberen Abschniti

Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockschaltbild, das 23 des kreisförmigen Hohlleiters verbunden unc

zur Erläuterung der Anwendung einer Mehrkanal- dient zum Drehen des drehbaren Teiles der Dreh

Drehkopplung nach der Erfindung dient, 65 kopplung.

F i g. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstel- Im allgemeinen führen die Hohlleiterabschnitte 2(

lung einer Drehkopplung bekannter Art, und 21 mit rechteckigem Querschnitt die Wellen

F i g. 3 das Blockschaltbild einer bei der erfin- energie in Form der dominanten TE_1n-WeIIe. Weget

der Forderung nach einer Rotationssymmetrie inner- differenz zwischen der Ausgangs-Wellenenergie zui

halb der Drehkopplung führen die kreisförmigen Eingangs-Wellenenergie, die dem geeigneten Ein-

Hohlleiterabschnitte 23 und 24 die Wellenenergie in gangsarm zugeführt wird.

einer der obenerwähnten kreissymmetrischen Wellen- Bei solchen Hybriden wird einer der Arme de<

formen. Es versteht sich deshalb, daß an den Über- 5 ersten konjugierten Paares ferner als Summenarm

gangen zwischen den rechteckigen und runden Hohl- (I) oder als Differenzarm (Δ) bezeichnet. Diese Be-

leiterabschnitten 20 und 24 bzw. 21 und 23 geeignete zeichnung bezieht sich auf die Charakteristik des

Transformatoren benötigt werden. Ausgangssignals, wenn das zweite Paar der Arme mil

Die Wirkungsweise von Drehkopplungen wie der Wellenenergie gespeist wird, die entweder in Phase in Fig. 2 dargestellten ist wohl bekannt und braucht io oder außer Phase ist. In Phase eingespeiste Energie hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Kurz erscheint am Summenarm, wogegen gegenphasig eingesagt wird die Mikrowellenenergie, beispielsweise gespeiste Energie am Differenzarm erscheint,
vom Sender einer Radaranlage, in den rechteckigen Bei der Hybridanordnung nach F i g. 3 wird ein Hohlleiterabschnitt 20 in Form der TE₁₀-WeIIe ein- erster Eingang A von dem sogenannten Differenzarm gekoppelt. Am Übergang von dem rechteckigen 15 der 180°-Hybride 30 gebildet. Der erste und dei Hohlleiterabschnitt 20 zum runden Hohlleiter- zweite Arm des zweiten konjugierten Paares dei abschnitt 24 findet eine Transformation der Wellen- 180°-Hybride 30 ist mit dem Differenzann der 180°- form von der TE₁₀-WeIIe zu einer kreissymmetrischen Hybride 31 bzw. 33 verbunden. Weitere Eingänge B Wellenform statt, die für die Fortpflanzung in den und C werden von den konjugierten Eingangsarmen runden Hohlleiterabschnitten 24 und 23 geeignet ist. 20 der 90°-Hybride 34 gebildet. Ein Ausgangsarm des Die kombinierte Drossel-Lager-Anordnung 25 er- zweiten konjugierten Paares dieser 90°-Hybnide 34 möglicht eine Drehung des runden Hohlleiter- ist mit dem Summenarm der ersten 180°-Hybride 30 abschnittes 23 gegenüber dem Hohlleiterabschnitt 24 verbunden, während der andere Ausgangsarm mit und verhindert gleichzeitig einen Austritt von dem Summenarm der 180°-Hybride 32 verbunden ist. HF-Energie aus der Verbindungsstelle. 25 Die konjugierten Ausgangsarme der 180°-Hybride 32

Die Wellenenergie pflanzt sich über die Verbin- sind ihrerseits mit den entsprechenden Summenarmen

dungsstelle fort und erleidet eine Transformation der der 180°-Hybriden 31 und 33 verbunden. Der Diffe-

Wellenform am Übergang vom runden Hohlleiter- renzarm der 180°-Hybride: 32 ist im wesentlichen

abschnitt 23 zum rechteckigen Hohlleiterabschnitt 21. reflexionsfrei mit dem Wellenwiderstand Z_L abge-

Nach dieser zweiten Transformation der Wellenform 30 schlossen. Jeder der konjugierten Ausgangsarme der

durchläuft die Energie den rechteckigen Hohlleiter- 180°-Hybriden 31 und 33 ist über eines der 45°-Tor-

abschnitt 21 und den sich erweiternden Abschnitt 22. sionsstücke 36, 37, 38 und 39 mit dem pyramiden-

Die spezielle Ausbildung der Transformatoren, die förmigen Wellenform-Transformator 35 verbunden,

zwischen den rechteckigen und runden Hohlleiter- wie es im folgenden noch mehr im einzelnen erläutert

abschnitten verwendet werden, wird vornehmlich 35 werden wird.

davon bestimmt, welche kreissymmetrische Wellen- Die Verwirklichung der Hybridanordnung nach

form benutzt wird. Viele geeignete Transformatoren F i g. 3 in Form von leitend miteinander verbundenen

sind in dem Buch von G. L. Ragan: »Mikrowave Hohlleiter-und Koaxialleitungselementenist in Fig. 4

Transmission Circuits«, Bd. 9, Rad. Lab. Series, dargestellt. Die in dem Blockschaltbild nach Fig. 3

McGraw-Hill Book Co., New York 1948, im Ka- 40 dargestellten Bauteile sind in der in Fig. 4 dargestell-

pitei 7 beschrieben. ten Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern

Für die gleichzeitige und unabhängige Übertra- versehen. Um die Darstellung übersichtlicher zu magung von Mikrowellenenergie hoher Leistung in mehr chen, sind jedoch die 90°-Hybride 34 und der WeI-als einem Kanal wird eine kompliziertere Anordnung lenwiderstand Z_L in F i g. 4 ebenso wie die verschiezur Anregung von Wellenformen benötigt. F i g. 3 45 denen Flansche, Drosseln und andere verwendete zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh- mechanische Koppelglieder fortgelassen,
rungsform einer Dreikanal-Hybridanordnung für eine Der Eingang Λ ist mit dem Differenzann der 180"-Drehkopplung nach der Erfindung. Die Hybridanord- Hybride 30 durch einen rechteckigen Hohlleiternung nach Fig. 3 macht von vier 180°-Hybriden 30, abschnitt 40 verbunden. Die Eingänge B und C sind 31, 32 nod 33, einer 90 -Hybride 34 und einem 50 mit den konjugierten Eingangsannen der nicht darpyramidenförmigen Wellenform-Transformator 35 gestellten 90^c-Hybride34 verbunden, deren konju-Gebrauch. Die 180°-Hybriden 30 bis 33 können viele gierte Ausgangsarme mit HohUeiterabschnitten 41 Formen annehmen, beispielsweise die Form des be- und 42 verbunden sind, die ihrerseits den Siunmenkannten magischen T. Auch die 90°-Hybride 34, die armen der 180ⁿ-Hybriden 30 und 32 entsprechen, manchmal auch als 3 db-Richtkoppler bezeichnet 55 Der Differenzarm der 180 -Hybride 32 ist mit dem wird, kann in bekannter Weise viele Formen an- nicht dargestellten, reflexionsfrei abschließenden nehmen. Wellenwiderstand Z_L verbunden. Die konjugierten Die 180°-Hybriden 30 bis 33 weisen zwei Paare Ausgangsarme der 180°-Hybride 30 sind mit den konjugierter Arme auf. Wird bei richtigem Abschluß Differenzarmen der 180°-Hybriden 31 and 33 mit der Arme dem ersten Arm eines konjugierten Paares 6» Hilfe rechteckiger Hohneiterabschnitte 43 und 44 Leistung zugeführt, so wird diese Leistung gleich- verbunden. Die konjugierten Ausgangsarme der 180 mäßig auf die Arme des zweiten konjugierten Paares Hybriden 31 und 33 sind ihrerseits mit dem pyraverteili, wogegen dem zweiten Arm des ersten Paares midcnförmigcn WeHenform-TraBsformator 35 mit nicht unmittelbar Energie zugeführt wird. Einem bc- Hilfe von 45 -Torsionsstücken 36, 37, 38 und 39 tiebtgen der Arme des zweiten konjugierten Paares 65 verbunden. Die konjugierten Ausgangsarme der zugeführte Leistung wird in gleicher Weise auf die 180 -Hybride 32 sind mit den Summenarmen der Arme des ersten Paares verteilt. Die Bezeichnung der 180 -Hybriden 31 und 33 über gestufte Hohlleiter-Hybriden mit 90 und 180° bezieht sich auf die Phasen- abschnitte 45 und 46 verbunden. Obwohl die gc-

in

stuften Hohlleiterabschnitte 45 und 46 als diskrete elektrischen Vektoren der resultierenden Wellen-Elemente angegeben sind, können sie auch als inte- energie in den 45°-Torsionsstücken 36 bis 39 ist in grale Bestandteile von in der Η-Ebene gefalteten dem Querschnitt nach F i g. 5 A dargestellt. Wie ermagischen T betrachtet werden, welche die 180°- sichtlich, sind die Vektoren in den Torsionsstücken Hybriden 31 und 33 bilden. Obwohl die 45°-Tor- 5 39 und 36 nach unten und in den Torsionsstücken 37 sionsstücke als gestufte Torsionsstücke dargestellt und 38 nach oben gerichtet. Im Querschnitt nach sind, versteht es sich, daß statt dessen auch stetig Fig. 6A sind die Torsionsstücke in den pyraverlaufeüde Torsionsstücke benutzt werden können. midenförmigen Wellenform-Transformator 35 über-

Der pyramidenförmige Welleniform-Transforma- gegangen, und es beginnen die elektrischen Vektoren tor 35 ist in F i g. 4 teilweise aufgebrochen dargestellt. io eine kontinuierliche Gestalt im Uhrzeigersinn anzu-Dieser Transformator besteht aus einem Abschnitt nehmen, bei der sich vier getrennt elektrische Vekeines koaxialen Hohlleiters mit einem Außenleiter 47 toren zwischen den leitenden Pyramiden 50 a, 50 b, und einem hohlen Mittelleiter 48. Vier getrennte, SOc und 50 rf des Transformators erstrecken. In pyramidenförmige, leitende Elemente, von denen in F i g. 7 A sind die elektrischen Vektoren in ein kreis-Fig. 4 nur zwei Elemente 50α und 50ft dargestellt 15 förmiges elektrisches Feldbild übergegangen, das für sind, schaffen einen stetigen Übergang zwischen den die bekannte TE₀₁-WeIIe mit kreisförmigen elektri-Torsionsstücken 36 bis 39 und dem Inneren des sehen Feld charakterisiert ist. Da bei dieser Wellenkoaxialen Hohlleiterabschnittes. Koaxial innerhalb form die Komponente des elektrischen Feldes im des Mittelleiters 48 befindet sich ein Innenleiter 49. Zentrum des koaxialen Hohlleiters im wesentlichen Der Mittelleiter 48 und der Innenleiter 49 dienen als 20 gleich Null ist, hat der Mittelleiter 48 mit seinem getrennter Kanal für ein Signal kleiner Leistung, der relativ kleinen Durchmesser im wesentlichen keine eine TEM-Welle führt. In der Praxis können weitere störende Wirkung.

koaxiale Kanäle für niedere Leistung vorgesehen Die Folge der Querschnitte gemäß den F i g. 5 B,

werden, die in bekannter Weise koaxial ineinander 6 B und 7 B veranschaulichen die Wellenform-Transangeordnet sind. Andererseits können bei Bedarf die »5 formation für die dem Eingang B zugeführte Energie, inneren Leiter, einschließlich des Mittelleiters 48, Wie oben erwähnt, wird die dem Eingang B zugevollständig fortgelassen werden, so daß nur der führte Energie, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in der Außenleiter 47 vorhanden ist. In diesem Fall kann 90°-Hybride 34 geteilt und, wie in F i g. 4 dargestellt, die resultierende zylindrische Struktur eher als Hohl- den Hohlleiterabschnitten 41 und 42 zugeführt. Diese leiter mit kreisrundem Querschnitt denn als koaxialer 30 Energie wird dann wiederum in den 180°-Hybriden Hohlleiter bezeichnet werden. 30 und 32 geteilt und erneut in den 180°-Hybriden

Die Wellenenergie, die sich durch jedes der 45°- 31 und 33 kombiniert, so daß sie in den 45°-Tor-Torsionsstücke36 bis 39 in Richtung auf den pyra- sionsstücken das ?n Fig. 5B dargestellte elektrische midenförmigen Wellenform-Transformator 35 fort- Feld erzeugen. Die in den Fig. 6B und 7B veranpflanzt, erfährt ausgehend von den TE,₀-Wellen im 35 schaulichte Wellenform-Umwandlung hat eine zirkurechteckigen Hohlleiter eine allmähliche Umwand- lar polarisierte TE_n-WeIIe zur Folge. Auf die gleiche lung und wird zu kreissymmetrischen Wellenformen Weise wird die dem Eingang C zugeführte Wellenfür die Übertragung durch die koaxialen Hohlleiter- energie in eine entgegengesetzt drehende, zirkulär abschnitte umgewandelt. Diese Transformation der polarisierte TE_n-WeIIe transformiert, wie es die in Wellenformen findet gleichzeitig für alle drei Hoch- 40 den Fig. 5C, 6C und 7C veranschaulichte Folge leistungskanäle statt. Die Wirkungsweise der Aus- zeigt. Die 90°-Hybride und die angeschlossenen führungsform nach F i g. 4 und die Transformation Hohlleiter sind so ausgebildet daß am Eingang B der Wellenfonnen wird leichter an Hand der Fig. 5, zugeführte Energie eine linksdrehend zirkulär polari-6 und 7 verständlich, bei denen es sich um Quer- sierte Welle und am Eingang C zugeführte Energie schnitte der Anordnung nach F i g. 4 in aufeinander- 45 eine rechtsdrehend zirkulär polarisierte Welle oder folgenden Querschnittsebenen handelt. umgekehrt zur Folge hat. Im Fall der TE_n-Wellen

Im Betrieb wird Hochleistungs-Wellenenergie den stehen die elektrischen Felder im wesentlichen senk-Eingängen A, B und C entweder einzeln oder gleich- recht auf dem Mittelleiter 48 und bleiben infolgezeitig zugeführt. Die Eingänge B und C sind in der dessen von diesem Mittelleiter im wesentlichen unnicht dargestellten 90°-Hybride 34 kombiniert und 50 gestört.

werden dea Hohlleiterabschnitten 41 und 42 züge- Bei gleichzeitiger Erregung liefern infolgedessen

führt. Die Wirkungsweise für jeden Hochleistungs- die Eingänge/1, B und C drei voneinander getrennte, kanal wird am besten verständlich, wenn jeder Kanal kreissymmetrische Wellenfonnen, die den koaxialen einzeln behandelt wird. Der Betrieb jedes Kanals ist Hohneiterabschnitt durchlaufen. Wie erwähnt, hanunabhängig von der Existenz von Wellenenergie in 55 delt es sich bei diesen Wellenfonnen um die TE₀₁-einem beliebigen anderen Kanal, und es findet in- Welle und die zueinander entgegengesetzt rechts- unc folgedessen keine gegenseitige Beeinflussung statt. linksdrehenden zirkulär polarisierten TE₁ ,-Wellen

Wenn zunächst der Eingang A betrachtet wird. Wegen ihrer gegenseitigen Qrthogonalität sind dies« wird Hochleistungs-Wellenenergie in den Hohlleiter- drei Hochleistungs-Wellenfonnen voneinander unab abschnitt 40 in Form der TE₁₀-WeIIe eingekoppelt. 60 hängig. Wie oben angegeben, kann die Wellenenergi« Diese Energie wird in der 180°-Hybride 30 aufge- in diesen drei Kanälen innerhalb der Beschränkungen spalten und mittels der Hohlleiterabschnitte 43 und 44 die sich aus der Bandbreite der Bauelemente de den 180°-Hybriden 31 und 33 zugeführt. Die Wellen- Mikrowellen-Hybridanordnung ergeben, verschie energie wird von den letztgenannten 180°-Hybriden dene Frequenzen aufweisen. Außerdem kann die νσι erneut geteilt und den 45^r-Torsionssrücken 36 bis 39 65 dem Mittelletter 48 und dem Innenleiter 49 gebildet in gleichen Beträgen zugeführt. Koaxialleitung Wellenenergie in Form der koaxial«

Die WeOenform-Transformation ist aufeinander- TEM-Welle führen und zur Übertragung jeder Fre folgend in den F i g. 5 A, 6 A und 7 A dargestellt. Die quenz, einschließlich Gleichstrom, verwendet werden

Obwohl die Mikrowellen-Hybridanordnung nach den Fig. 3 und 4 an Hand des Sendefalles beschrieben worden ist, kann eine Übertragung auch in umgekehrter Richtung stattfinden. Beispielsweise wird Wellenenergie in Form der TE₀₁-WeIIe in dem koaxialen Hohlleiterabschnkt im Wellenform-Transformator 35 in gleichen Beträgen in TE₁₀-Wetlen in den 45°-Torsionsstücken 36 bis 39 umgewandelt. Die Energie'wird danach in den 180°-Hybriden 31, 33 und 30 additiv kombiniert und ergibt die Ausgangsenergie in Form einer TE₁₀-WeIIe im Hohlleiterabschnitt 40. In gleicher Weise ergibt Wellenenergie in Form gegensinnig drehender zikularer polarisierter TE_n-Wellen, die in die koaxialen Hohlleiterabschnitte eingekoppelt worden ist, unabhängige Ausgangssignale an der 90^-Hybride 34.

Um eine vollständige Mehrkanal-Drehkopplung zu verwirklichen, genügt es infolgedessen, zwei der an Hand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Mikrowellen-Hybridanordnungen mit Hilfe einer Drehverbindunj zu kombinieren, wie es aus der vereinfachten Darstellung nach F i g. 8 hervorgeht. Die Drehkupplung nach Fig. 8 besteht demnach aus zwei identischer Mikrowellen-Hybridanordnungen, die von einei kombinierten Drossel-Lager-Anordnung 80 getrenn sind und von denen eine mit Hilfe eines geeigneter Motors 81 über Zahnräder 82 und 83 angetrieben ist Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die ge· stuften 45°-Torsionsstücke durch stetig verlaufendi 45°-Torsionsstücke ersetzt worden. Außerdem ist d« zentral angeordnete Koaxialleitung für niedere Lei' stung durch eine Verlängerung des Mittelleiters 4f dargestellt. Die Drehverbindung für den Nieder leistungskanal kann bei Bedarf entweder oberhalt oder unterhalb der Drehverbindung für den koaxialer Hochleistungs-Hohlleiter angeordnet sein. Außerden können bei Bedarf zusätzliche Niederleistungskanäli vorgesehen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

.O Grundsätzlich machen die gewöhnlich verwendeten Patentansprüche: Drehkopplungen von elektromagnetischen Welkn- μ Litern in Form von Hohlleitern oder Koaxialleitun-

1. Mehrkanal-Drehkopplung mit zwei anein- gen Gebrauch. Gelegentlich finden sich auch Kombiander angrenzenden, um eine gemeinsame Achse 5 nationen von Wellenleitern beitfcr Arten. Die bei der gegeneinander drehbaren Hohlleiterabschnitten Konstruktion von Drehkopplungen zu erfüllenden mit kreissymmetrisebem Querschnitt und an den Forderungen hängen weitgehend von den Geraten entgegengesetzten Enden der Hohlleiterabschnitte und der Umgebung ab, in denen sie verwendet werangebrachten Koppelgliedern, dadurch ge- den sollen. Beispielsweise sind für Nachrichtenverk en Bze ich net, daß die Koppelglieder jeweils io «ndungen relativ geringer Leistung kleine Dreheine Hybridanordnung mit mindestens drei Ein- kopplungen mit koaxialem Aufbau geeignet. Fur gangen (/i, B und O bzw. Ausgänge* umfassen Hochleistungs-Radaranlagen, die eine Spitzen-Sende- und jeder Eingang bzw. Ausgang mit einer leistung von mehreren Megawatt und eine mittlere anderen von verschiedenen, in den HohUeiter- Leistung im Bereich von einigen 10 Kilowatt aufabschnitten (47) möglichen und zueinander 15 weisen, müssen größere und verfeinerte Drehkopporthogonalen, kreissymmetrischen Wellenformen Jungen verwendet werden. Solche Drehkopplungen gekoppelt ist müssen in der Lage sein, die hohen Leistungen ohne

2. Mehrkanal-Drehkopplung nach Anspruch 1, die Gefahr eines Bogenbildung und ohne Austritt dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wellen- von HF-Energie zu übertragen und müssen fern« formen eine TE₀₁-WeHe ist 30 geringe ohmsche Verluste haben, damit die Notwen-

3. Mehrkanal-Drehkopplung nach Anspruch 1 digkeil einer Flüssigkeitskühlung vermieden wird, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Eine der allgemein anerkannten Forderungen fur Wellenformen gegensinnig umlaufende, zirkulär die Übertragung von Energie durch Drehkopplungen polarisierte ΤΕ,,-Wellen sind. besteht darin, daß die Übertragungseigenschaften

4. Mehrkanal-Drehkopplung nach einem der as unter allen Winkeln der mechanischen Drehung die vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- gleichen sind. Eine Folge dieser Forderung ist die zeichnet, daß die Hohlleiterabschnitte (47) einen Notwendigkeit, kreissymmetrische Wellenleiter zu Mittelleiter (48) aufweisen. verwenden, welche die Wellenenergie in einer sym-

5. Mehrkanal-Dreh kopplung nach Anspruch 4, metrischen Wellenform übertragen. Daher wurden dadurch gekennzeichnet, daß die Mittclleiter (48) 30 bisher solche Wellenformen wie die TEM-WeHe mil der HohHeiterabschnitte (47) hohl ausgebildet transversalem elektrischem und magnetischem Feld und mit einem Innenteiter (49) versehen sind, so in Koaxialleitungen und die TM₉₁-, TE₀,- und die daß sie von den Hohlleiter&bschnitten elektrisch zirkulär polarisierte TE₁₁-WeIIe in Hohlleitern mil getrennte Koaxialleitungen bilden, und daß mit kreisrundem Querschnitt verwendet.

den Koaxialleitungen von den Hybridanordnun- 35 Abgesehen vom Fall koaxialer Übertragungsleitung

gen getrennte Koppelglieder zur übertragung gen haben die mit den Drehkopplungen verbundener

elektrischer Energie in Form einer TEM-Welle Eingangs- und Ausgangs-Hohlleiter einen rechtecki-

verbunden sind. gen Querschnitt und übertragen die Energie in Forrr

6. Mehrkanal-Drehkopplung nach einem der der dominanten TE₁₆-WeIIe. Es ist daher erforder vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 40 lieh, an jedem Ende der Drehkopplung Transformazeichnet, da£> die Hohlleiterabschnitte (47) durch toren anzuordnen, die in der Lage sind, die Welleneine kombinierte Drossel-Lager-Anordnung (80) energie aus der Form der TE₁₀-WeIIe in die symme· miteinander verbunden sind. trische Wellenform umzuwandeln, die für die Dreh