DE2162196A1 - Übergang einer Bandleitung auf einen Hohlleiter - Google Patents

Übergang einer Bandleitung auf einen Hohlleiter

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    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
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    • H01P5/107—Hollow-waveguide/strip-line transitions

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  • Waveguides (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE 2 J 6 2 I 9 D
DR. CLAUS REINLÄNDER
DlPL-ING. KLAUS BERNHARDT 6/143
D - 8 MÜNCHEN 60 THEODOR-STORM-STRASSE 18a
PUJITSU IIMITED
No.1015, Kamikodanaka
Kawasaki, Japan
Übergang einer Bandleitung auf einen Hohlleiter
Priorität: 23· Dezember 1970 Japan 117120/1970
Zusannnenf as sung
Um einen Hohlleiter mit einer Bandleitung, die aus einem Leiter in der Bandleitung, einem dielektrischen Träger und einem Erdleiter besteht, zu verbinden, wird ein Schlltzmodus zwischen den Bandausbreitungsmodus und den Hohlleiter modus in einem Übergang einer Bandleitung auf einen Hohlleiter eingesetzt, wobei eine Schlitzleitung in dem Erdleiter geformt ist und die Schlitzleitung den leiter und die Bandleitung schneidet·
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf einen Übergang von einer Streifenleitung auf einen Hohlleiter, der zum Verbinden einer Bandleitung und eines Hohlleiters verwendet wird.
Um eine Bandleitung und einen Hohlleiter zu verbinden, sind viele Arten eines Überganges einer Bandleitung auf einen Hohlleiter bekannt. Abb. 1, 2 und 3 zeigen bekannte Übergänge einer Bandleitung auf einen Hohlleiter. Gemäß Abb. 1 ist eine Bandleitung mit einem Leiter 2 von der E-Bbene eines rechteckigen Hohlleiters 1 auf einen
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dielektrischen Träger 3 eingesetzt und ein Abstand 1 von einer Kurzschlußwand des Wellenleiters zu dem Leiter 2 ist in geeigneter Weise bestimmt, wie etwa AgA, worin 4. S die Wellenlänge in dem Hohlleiter ist. Diese Vorrichtung ist relativ einfach, jedoch ist ihre Kennlinie nicht breitbandig. In Abb. 2 ist ein Ende einer Metallplatte 4» deren anderes Ende mit einem Leiter 2 einer Bandleitung verbunden ist, mit der Innenwand eines Wellenleiters 1 verbunden. Diese Vorrichtung hat den Nachteil von Verlusten aufgrund der elektrischen und mechanischen Instabilität der Verbindung. Gemäß Abb. 3 wird eine Impedanztransformation auf eine Bandleitung durch eine Metallplatte 5 eines Steghohlleiters ausgeführt, jedoch kann der Hohlleitermodus aus dem Gehäuse der Bandleitung austreten und die Störmodusresonanz oder der durch den Strahlungsmodus verursachte Verlust wird erhöht, so daß die in Abb. 3 gezeigte Vorrichtung nicht bei einer Multiplex-Hochfrequenznachrichtenanordnung anwendbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen breitbandigen Übergang von einer Bandleitung auf einen Hohlleiter mit einem dazwischen liegenden Schlitzmodus ohne die oben erwähnten Nachteile zu schaffen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der sind
Abb. 1,2 und 3 Darstellungen von bekannten Übergängen einer Bandleitung auf einen Hohlleiter,
Abb. 4 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Schiitzmodus der Erfindung,
Abb. 5 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines Überganges von einer Bandleitung auf einen Schlitzmodus,
Abb. 6 eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht
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einer Ausführungsform der Erfindung,
Abb. 7 eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
Abb. 8 bis 13 Sarstellungen von Abwandlungen der in Abb. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der Erfindung
Bei einer Ausführungsform der Erfindung nach Abb. 6 ist eine Bandleitung, die aus einem Leiter 2, der auf einem dielektrischen Träger 3 aus Keramik oder Glas angeordnet ist, besteht, in einen Hohlleiter 1 eingesetzt, so daß die Richtung des elektrischen Feldes parallel zu dem dielek- i trischen Träger 3 1st, und ein Erdleiter 6 der Bandleitung ist auf einen metallischen Block δ gedrückt, der in dem Hohlleiter 1 angeordnet ist, so daß die Bandleitung befestigt werden kann. Ein Schlitz 7 von geeigneter Breite ist in dem Erdleiter 6 gebildet, wobei der Schlitz 7 einen Teil 2* des Leiters 2 orthogonal schneidet.
Als nächstes wird die Bedeutung des in dem Erdleiter der Bandleitung angeordneten Schlitzes erläutert.
In den Abb. 4 und 5 bezeichnen 3, 6 und 7 jeweils einen dielektrischen Träger, einen Erdleiter und einen in dem Erdleiter 6 angeordneten Schlitz. Da die Verteilung des elektromagnetischen Feldes durch den Schlitz 7 durch die E- und Η-Ebenen in Abb. 4 dargestellt ist, die der Verteilung des elektromagnetischen Feldes in einem Hohlleiter weitgehend gleichartig ist, wird der tibergang von dem Hohlleitermodus auf den Schlitzmodus leicht über einen breiten Frequenzbereich durchgeführt. Durch orthogonales Verbinden des Schlitzes 7 und des Leiters 2, wie in Abb. 5 gezeigt, kann der übergang von dem Schlitzmodus auf den Bandleitungs-Ausbreitungsmodus in einem breiten Band ausgeführt werden.
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Ein Metallblock 8, siehe Abb. 6, der für das Festlegen der Bandleitung verwendet wird, unterbricht die Ausbreitung des Grundmodus des Hohlleiters, da die Länge des Hohlleiters 1 wesentlich durch den Block 8 in der Seite der Bandleitung verringert wird. In einem Übergang, wie in Abb. 6 gezeigt ist, tritt jedoch, falls sich das Ende des Schlitzes 7 nahe einem !Ceil 2» des Leiters 2 befindet, eine unnötige magnetische Kopplung in dieses Teil auf und die Wandlereigenschaften werden nachteilig beeinflußt. Obwohl dieser schlechte Einfluß ausgeschaltet werden kann, indem ein Umweg erzeugt wird, um den Leiter 2 in geeigneter Weise von dem Schlitzende zu halten, macht dieser Umweg den Leiter 2 länger und erhöht damit die Verluste in dem Leiter.
Abb* 7 zeigt eine teilweise gebrochene, perspektivische Ansicb'- einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist ein Schlitz 7, der eine geeignete Kurve beschreibt, auf die Wand des Hohlleiters zu gebogen, so daß ein Wandlerteil 2* des Leiters orthogonal den Schlitz 7 schneidet und sich ein Ende 31 des dielektrischen Trägers 3 nahe und längs dem Teil 2' befindet. Bei dieser Ausführungsform kann die magnetische Kopplung zwischen dem Schlitzende und dem Innenleiter 2 vernachlässigt werden. Darüber hinaus ist der dielektrische Träger 3 nicht orthogonal zu der Hohlleiterachse abgeschnitten, sondern ist nahezu parallel zu dem Teil 2" orthogonal su den Schlitz 7 und in der Nähe dee Teiles 2* abgeschnitten und deshalb wird die Störung des elektromagnetischen Feldes auf ein Minimum verringert, während die Verbindung zwischen dem Schlitz 7 und den Teil 2* verstärkt wird, die Frequenzkennlinie verbessert wird und eine Breitbandtransformation erhalten werden kann. Der Schlitz 7 ist auf die Hohlleiterwand zu gebogen, wie vorstehend beschrieben worden ist, und somit kann der
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Leiter kurzer als der Übergang der Bandleitung auf den Hohlleiter gemacht werden, wie dies In Abb. 6 gezeigt ist, und somit wird der Leiterverlust verringert und ein Wandler von einer Bandleitung zu einem Hohlleiter mit geringen Verlusten wird erhalten.
Abb. 8 bis 11 zeigen Anwendungsbeispiele des Übergangs von einem Rechteck-Hohlleiter auf eine Bandleitung·
Abb. δ zeigt ein Ende des Erdleiters 6, das aus einer Metallplatte geeigneter Dicke hergestellt ist und durch einen Schlitz 7 in zwei Teile getrennt ist, wobei ein Teil der λ getrennten Platte, und zwar der untere Teil in Abb. 8, verlängert ist·
Abb. 9 zeigt eine andere Ausführungsform, die gegenüber der Ausführungsform der Abb. 8 verbessert ist. Der in Fig. 9 gezeigte Wandler hat einen sich verjüngenden Schlitz 7·
Abb. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Impedanzanpassung zwischen dem Hohlleitermodus und dem Schlitzmodus und die Breitbandcharakteristik durch einen Metallblock 9 erhalten werden, der dünner als der Metallblock 8 ist.
Abb. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein sich verjüngender Metallblock 10 anstelle der Metallblöcke 8 und 9 angeordnet ist.
Abb. 12 und 13 zeigen die zuletzt beschriebene Ausführungsform der Erfindung, die ein Übergang eines kreisförmigen Hohlleiters auf eine Bandleitung ist.
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— O "*·
Bei einem in Abb. 12 gezeigten Übergang ist eine Bandleitung längs des elektrischen Feldes £ des TE^-Modus eines ringförmigen Hohlleiters 1a eingesetzt, während ein Erdleiter 6 fest an einem Metallblock 8a angebracht ist und eine Seite des Leiters 6, die von der anderen Seite durch den Schlitz 7 getrennt ist, verlängert ist.
Bei einem in Abb. 13 dargestellten Übergang verjüngt sich ein Schlitz 7, so daß die Kennlinie mehr verbessert wird als bei dem in Abb. 12 gezeigten Übergang.
Die in den oben dargestellten Ausführungsformen gezeigten Wandler werden für eine unsymmetrische Bandleitung verwendet, können aber auch für eine symmetrische Bandleitung verwendet werden. Die Ausgangs- und Eingangselemente der Mikrowellenkreise, insbesondere Millimeterwellenkreise, bestehen üblicherweise aus einem Hohlleiter und die Schaltungselemente sind auf der Bandleitung integriert, wodurch eine breitbandige Hochfrequenzanordnung mit geringem Verlust erhalten werden kann, wenn der Übergang gemäß der Erfindung für die Verbindung der Bandleitung und des Hohlleiters verwendet wird.
Wie oben beschrieben worden ist, wird bei dem Übergang der Bandleitung auf einen Hohlleiter der Hohlleitermodus in den Schlitzmodus, der dem Hohlleitermodus gleichartig ist, umgewandelt und der Schlitzmodus wird in den Bandausbreitungsmodus umgewandelt und somit kann eine Impedanzanpassung leicht in einem breiten Band bei dem ersten Transformationsschritt erhalten werden. Ba der Schlitz in dem Erdleiter der Bandleitung oder in der Metallträgerplatte, auf der die Bandleitungskreise gebildet sind, hergestellt ist, ist der Aufbau des Wandlers darüber hinaus einfach. Beim Transformieren von dem Schlitzmodus in den Bandausbreitungsmodus kann die Kopplung zwischen beiden Moden durch den Schnittwinkel zwischen dem Schlitz und dem Leiter gesteuert werden und eine Breitbandcharakteristik kann erhalten werden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    übergang einer Bandleitung auf einen Hohlleiter, gekennzeichnet durch einen Schlltznodus, der zwischen den Bandausbreitungsnodus und den Hohlleiternodus eingesetzt ist.
    2 · Übergang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi eine Schlitzleitung in einen Erdleiter einer Bandleitung oder einer zun Anordnen der Bandleitung verwendeten Metallträgerplatte gebildet ist, auf welcher der Träger der Bandleitungskreise angeordnet ist· g
    3. Übergang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einen Erdleiter der Bandleitung gebildeter Schlitz einen Leiter schneidet, der in der Bandleitung über einen dielektrischen Träger angeordnet ist.
    4· übergang nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine längs der Achse des Hohlleiters gebildete Schlitzleitung·
    5. Übergang nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Sohlitzleitung, die auf die Wand eines Hohlleiters zu gebogen iet und eine entsprechende Kurve beschreibt.
    6. Übergang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daS die Schlitzleitung orthogonal den in der Bandleitung angeordneten Leiter schneidet.
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DE2162196A 1970-12-23 1971-12-15 Wellentypwandler Expired DE2162196C3 (de)

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