DE2257248A1 - Wellenleiterkoppler - Google Patents

Description

DR. MÖLLER-BURE DJ?!.-PXYS. CR. WANITZ D:rL.-CHEM. DR. DEUFEL DlPL-ING. FINSTERWALD dipl-ing. GRÄMKOW

PATENTANWÄLTE Z Z D /248

München, den 22. NOV. ΐ!72

Ks/Ko - M 2204

I¹HE MARCONI COMPANY LIMITED

Marconi House, iMew Street, Uhelmsford, Essex GVIl IPL

England

Wellenleiterkoppler

Die Erfindung Dezieht sich auf Wellenleiterkoppler und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausscnließlich,frequenzseleKtive Welienleiterkoppler.

Jas wicntigste Anwendungsgebiet der Erfindung sinu in Gegenrichtung aroeitende frequenzselektive Koppler (contra-directional couplers), die eine große Betriebsbandbreite haben, wie jedoch später ersicntiicn wird, kann die Erfindung dazu verwendet werden, einen in Gegenrichtung arbeitenden breitbandigen Wandler zu schaffen, um Mikrowelxenenergie von einem Wellenleiter vorbestimmter Form una Abmessung auf einen anderen Wellenleiter mit gegebener Form und Abmessung umzusetzen. Eine weitere ebenfalls weiter unten beschriebene Anwenuung der Erfindung ist die Scnaffung entweder eines hochpaßoder eines Tiefpaßfilters. iJie Erfindung benutzt das z.B. in Zusammennang mit Flächen-Schlitz-Stranlern bekannte Prinzip, wo-

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Or. Müller-Borä Dr. Manitz · Dr. Deufel - Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Grämkow Braunschweig. Am Burgerpark β 8 München 22, Robert-Koch-StraSe 1 ? Stuttgart-Bad Cannstalt, MarkUtraBe 3

Τ·Ι·Ιοη (0531) 73887 Telefon (0811) 293B45. Telex 5-22050 mbpat Telefon (0711) 567261

Bank: Zentralkass· Bayer. Volksbanken. München. Kto.-Nr. 9822 Postscheck: München 95495

nach in einer lieihe von Antennenelementen ouer Strahlern die Abmessungen der einzelnen Elemente fortscnreitenü logaritnmisch £.rüföer werden, so daß uie Differenz zwiscaen den Logarithmen entspre» ciienaer Aümessungen benaenoarter otranlerelemente eine konstante ist. Anders ausgedrückt neißt dies, uaß eine Abmessung jeaes Elements uie vergleichbare Abmessung aes vorangehenden Elements uni einen Betrag uoersteigt, der gieicn ist der oesagten vergleicnbaren Aümessung multipliziert mit einer konstanten, L>er nier im Zusammennang mit Vergrößerungen in den Abmessungen verwenuete Ausdruck "iogaritiimiscn" ist entsprecnend auszulegen.

Gemäß der vorliegenden Erfinaung besteht ein in Gegenrichtung arbeitender Wellenleiterkoppler aus zwei Wellenleiteraoscnnitten mit einem gemeinsamen Wanateil.der frequenzselektive Elemente enthalt, um eine Kopplung zwischen uen beiden Wellenleiterabscnnitten herbelzufünren. Die Resonanz dieser frequenzseleKtlven Elamente liegt bei unterschiedlichen Frequenzen, die in einer Portpflanzungsrichtung einer uurcn einen uer beiden Weilenleiterabschnitte geführten Eingangswelle im wesentlichen logarithmisch abnehmen, wänrend die Abstände zwischen den einzelnen frequenzselektiven Elementen in der besagten Fortpflanzungsricntung in logarithmischer Weise grüßer werden. Normalerweise ist der Scnwingungstyp einer Aujgangswelle ein Typ niedriger Ordnung oder der Haupttyp eines Ausgangsabschnittes des Wellenleiters, uriü normalerweise wird der Ausgangsabschnitt des Wellenleiters bei der niedrigsten oenötigten ßetrieösfrequenz frequenzsperrend.

Die beiden Wellenleiterabsennitte können oeide recatecitigen Querschnitt naben, oder der eine Abacnnitt kann halbkreisförmigen unu der anuere reciiteckigen Querscnnitt naben. Auch Kann der eine weilenleiterabschnitt einen sektorförmigen Quersclinitt nauen, während der Querscnnitt des anderen Wellenleiterabschnitts recnteckig ist. Mit dem Ausdruck "rechteckig" sind in diesem Zusammenhang nicht nur Wellenleiter mit rechteckförmigem Querschnitt sondern auch soicne mit quadratischem Querschnitt gemeint.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Koppler kann als ein riochpatti'ilter oder als ein Tiefpaßfilter verwendet werden oder als Wandler

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BAD ORIGINAL

zur übertragung von Energie zwischen den vorstehend genannten Wellenlei terformen dienen.

Vorzugsweise betragen die Abstände zwischen benachbarten Elementen in jedem Fall 0,2 „bis 0,2t) der Wellenlänge, bei welcher das höchstfrequente Element von zwei getrennten Elementen in Resonanz ist.

Vorzugsweise'liegt die Resonanzfrequenz eines Elements zwischen 0,9 und annänernd 1 der Resonanzfrequenz eines vorangehenden Elements .

Normalerweise hat der Ausgangswellenleiter zwei Mündungen oder "Arme", deren jede an einem von gegenüberliegenden Enden der frequenzselektiven Elemente liegt. Dabei ist die Mündung an demjenigen Ende des Kopplers, wo die bei der niedrigsten geforderten Frequenz in Resonanz befindlichen Elemente liegen, durch eine Last abgeschlossen.

Vorzugsweise haben die fpequenzselektiven Elemente die Form von an sicn bekannten Resonanzsehlitzen oder von Scnlitzen und Stiften, die bei den geforderten Frequenzen in Resonanz sind.

Hehrere Koppler können miteinander verbunden werden, um ein Bandverzweigungssystem zu bilden. Vorzugsweise besteht ein solches System aus zwei in Serie gescnalteten erfindungsgemäßen Kopplern, um Energie von einem Wellenleiter mit Halbkreisquerscnnitt auf einen Wellenleiter mit Rechteckquerschnitt umzusetzen, wobei aie beiaen xvoppler in vorgegeoenen verschiedenen Frequenzbereichen arbeiten und jeder Koppler eine Kopplung vom Halbkreis-Wellenleiter zum Rechteck-Wellenleiter durchführen kann. Ferner ist ein Wellenleiter-Übergangsstück vorgesenen, welches Energie von einem an seinem einen Ende angeordneten Kreis-Wellenleiter zu einem an seinem anderen Ende angeordneten Wellenleiter mit Halbkreisförmigen Querschnitt überträgt. Außerdem ist ein an sich bekannter Schlitz-Koppler vorgesenen, der in einem tieferen Frequenzbereich als die Hintereinander geschalteten Koppler arbeiten Kann und auch eine Kopplung von einem Halbkreis-Wellenleiter auf einen Rechteck-Wellenleiter durciifünren kann. Scnließlich ist nocn eine Last vorge-

sehen. Jas Halbkreisförmige Ende des besagten Übergangsstücks ist mit dem ersten der beiden hintereinander geschalteten Koppler verbunden, der Elemente mit höherer Resonanzfrequenz enthält, während der zweite Koooler mit dem bekannten Schlitzkoppler verbunden ist, der seinerseits an die Last angeschlossen ist. Diese Kombination kann so arbeiten, daß eine ankommende Welle vom TE_Q1-Typ im Kreis-Wellenleiter durch das Übergangsstück in den Halbkrels-Welleneliiter übertragen wird, und daß Hochfrequenzenergie durch den ersten der hintereinander gescnalteten Kopoler auf den im TE₁₀-Modus arbeitenden Rechteck-Wellenleiter geKoppelt wird, und daß Energie des mittleren Frequenzbandes durch den zweiten der hintereinander geschalteten Koppler auf den im TE_1O-Modus arbeitenden Rechteck-Wellenleiter gekoppelt wird, und daß schließlich die übrigbleibende tieferfrequente Energie mittels des an sich bekannten Kopplers auf den TE.„-Modus arbeitenden Rechteck-Hohlleiter gekoppelt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt teilweise aufgebrochen einen erfindungsgemäßen Koppler;

Fig. 2 (a) zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Koppler, bei welchem die Kopplung zwischen der schmalen Wand des einen Wellenleiters und der breiten Wand eines anderen Wellenleiters erfolgt;

Fig. 2 (b) zeigt einen Teil eines anderen erfindungsgemäßen Kopplers, in welenem die Kopplung über eine flache Seite eines Wellenleiters mit sektorförmigen Querschnitt und die breite Wand eines Rechteck-Wellenleiters erfolgt;

Fig. 2 (c) zeigt einen Teil eines wiederum anderen erfindungsgemäßen Kopplers, bei welchem die Kopplung über den Scheitel eines Sektor-Wellenleiters und die axiale Mittellinie der breiten Wand eines Rechfeeck-Wellenleiters erfolgt;

Fig. 3 (a) zeigt einen Teil einer Platte mit erfindungsgemäßen frequenzselektiven Elementen, welche die Form von beidseitig der Mittellinie der Platte im Abstand liegenden Resonanzschlitzen haben;

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Pig. 3 (b) zeigt einen Teil einer anderen Platte mit erfindungsgemäßen frequenzselektiven Elementen, die im Abstand beidseitig der Mittellinie der Platte sitzen und aus hantelförmigen Schlitzen bestehen;

Fig. 3 (c) zeigt einen Teil einer anderen Platte mit erfindungsgemäßen frequenzselektiven Elementen, bestehend aus Resonanzschlitzen und Resonanzstiften, wobei die Schlitze im Abstand auf der Mittellinie der Platte liegen und die Stifte abwechselnd auf verschiedenen Seiten aufeinanderfolgender Schlitze stehen;

Fig. 4 zeigt ein Bandverzweigungssystem unter Verwendung von erfindungsgemäßen Kopplern.

Der in Fig. 1 dargestellte frequenzselektive Koppler Desteht aus einem Wellenleiter 1, der halbkreisförmigen Querschnitt aufweist und den TE_Q1-Typ der Wellenausbreitung unterstützen kann, sowie aus einem Wellenleiter 2, der rechteckigen Querschnitt aufweist und den TE_1Q-Typ der Wellenfortpflanzung unterstützt, sowie aus einer Verbindungsplatte 3, welche eine gemeinsame Wand zwischen den Wellenleitern 1 und 2 bildet. Die Wellenleiter 1 und 2 haben Eingangsmündungen k und 5 und Ausgangsmündungen b und 7, und der Wellenleiter 2 ist an seinen Enden gebogen, so daß die iYlündungen 5 und 7 senkrecht zu den Mündungen 4 und 6 des Wellenleiters 1 liegen. In der Ebene der Platte 3 und im Abstand zu beiden Seiten der Längsachse der Platte befindet sich eine Reihe von frequenzselektiven Elementen in Form von Schlitzen 8 mit abgestuften elektrischen Resonanzfrequenzen und in abgestuften Abständen. Die Abstufung ist logarithmisch. Mit anderen Worten neißt das, daß die Frequenz, bei welcher die frequenzselektiven Elemente 8 in Resonanz sind, in Richtung von der Eingangsmündung 4 des Wellenleiters 1 zu seiner Ausgangsmündung 6 abnimmt, wobei die Resonanzfrequenz eines Elements 8 gleich ist der Resonanzfrequenz des vorangehenden Elements multipliziert mit einer Konstanten (D, und wobei der Abstand zwischen benachbarten Elementen 8 in ähnlich logarithmischer Weise von der EingangsmündiJng 4 zur Ausgangsmündung 6 größer wird. Für die als "Maßstabsfaktor" bezeichnete KonstanteTwurde durch praktische Versucne herausgefunden, daß sie die besten Er-

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gebnlsse liefert, wenn sie im Bereicn von 0,9 bis annänernd 1 liegt (natürlicii sollte ein Maßstaus faktor von 1 nicht nerangezogen werden, weil dann die Elemente alle bei der gleichen Frequenz in Resonanz wären und der Erfindungsgegenstand nicht das Merkmal der BreitDandigkeit hätte). Es wurde Jedoch gefunden, daß der Maßstabsfaktor T nicht iioer die Länge der Wellenleiterachse konstant zu sein braucht, allerdings ist für eine leicnte Herstellung eine konstante T wünschenswert. Der Abstand zwischen den Elementen 8 1st nicht kritisch, jedoch erzielt man die besten Ergebnisse, wenn man für jeden Abstand einen Abstand zwischen 0,2 und 0,25 der Wellenlänge wählt, bei welcher das höchstfrequente Element zweier getrennte Elemente in Resonanz ist, so daß zwischen aufeinanderfolgenden Elementen eine Phasenumkehr einer ankommenden Welle stattfindet.

Die Mündung oder der "Arm" 5 des Rechteck-Wellenleiters ist in der Praxis an eine angepaßte Last gekoppelt, um Streuverluste zu absorbieren. Eine einfallende elektromagnetische Welle, welche den TE-^-Schwinsrunetstyp enthält, wird der Eingangsmündung 4 zugeführt, und umgewandelte, gefilterte Wellen des Haupttyps werden an der Hündung 7 entnommen, während die unerwünschten Wellentypen und Frequenzen durcn die Mündung 6 treten.

Das der Mündung 4 am nächsten liegende Element 8 ist so gewählt, daß es bei der nöchsten verlangten Frequenz in Resonanz ist, und das der Ausgangsmündung 6 am nächsten liegende Element 8 ist so gewählt, daß es bei der niedrigsten verlangten Frequenz in Resonanz ist. Die Elemente zwischen den beiden äußersten Elementen sind, wie oben beschrieben, in logarithmischer Weise dimensioniert und beabstandet. Elemente, welche kürzer sind als die Resonanzlänge, stellen für die einfallende Welle eine hohe Impedanz dar und entnehmen ihr daher wenig Energie. Elemente bei oder nahe der Resonanz stellen für die einfallende Welle einen virtuellen Kurzschluß dar, und es erfolgt eine Kopplung von Energie auf den Rechteck-Wellenleiter 2. 1¹IaCh dem Eintreten an der Mündung k gelangen also Hochfrequenzenergiewellen durch die ersten wenigen Schlitze, und wegen der Phasenumkehr zwischen benacnbarten Schlitzen 8 haben die

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ah der Mündung 7 ausgekoppelten Wellen des TE _Q- oder Haupttyps des Rechteck-Wellenleiters entgegengesetzte Richtung wie die einfallende Welle. Der Rechteck-Wellenleiter 2 ist so gestaltet und bemessen, daß er bei der niedrigsteh verlangten Frequenz,,die vom frequenzselektiven Koppler ausgekoppelt werden soll, frequenzsperrend wird. Durch dieses Mittel erhält man einen sehr schaffen Abbruch am unteren Ende des verlangten Frequenzbandes.Bei einem praktisch ausgeführten frequenzselektiven Koppler wurde die Geschwindigkeit dieser. Sperrung außerhalb des verlangten Bandes gemessen zu 40 GHz bei -3 dB unterhalb der Spitzenempfindlichkeit und zu 39,5 GHz bei -20 dB unterhalb der Spitzenempfindlichkeit. Auch wurde im gewählten Band eine im wesentlichen flache Kennlinie erhalten mit praktisch keinen Verlusten (OdB) während der Umwandlung vom TE-₀₁-Modus im Halbkreis-Wellenleiter zum TE_1Q-Modus im Rechteck-Wellenleiter.

Durch Verwendung von frequenzselektiven Elementen, deren Resonanzfrequenz und gegenseitiger Abstand sieh in logarithmischer Weise ändern, wird ein frequenzselektiver Koppler erhalten, der einen breitbandigen Ausgang hat. Es wurde gefunden, daß eine Grenze für die höchste Frequenz innerhalb des Bandes bei etwa dem doppelten der kritischen Frequenz (Abbruchfrequenz) des Rechteck-Wellenleiters 2 liegt, jedoch ist eine solche Begrenzung für einen frequenzselektiven Koppler natürlich nebensächlich. Es hat sich gezeigt, daß,wenn das der Ausgangsmündung 6 am näcnsten liegende Element nicht korrekt dimensioniert ist,¹ unerwünschte Reflexionen im Halbkreis-Wellenleiter 1 auftreten, so daß für eine optimale Leistungsfähigkeit die untere Frequenzgrenze nicht allein von der kritischen Frequenz des Rechtefik-Wellenleiters abhängig gemacht werden sollte. Da der Koppler am unteren Ende des gewählten Frequenzbandes eine scharfe Grenze für die Sperrung unerwünschter Frequenzen hat, ist er für den Einsatz als Hochpaßfilter geeignet. Außerdem wird die untere Grenzfrequenz durch die Abmessungen des der Ausgangsmündung 6 am nächsten liegende Elements 8 und durch die kritische Frequenz des Rechteck-Wellenleiters bestimmt. Da umgekehrt die obere Frequenzgrenze von den Abmessungen des der Eingang smündung 4 am nächsten liegenden Elements bestimmt wird, läßt

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sich ein Tiefpaßfilter aufbauen, bei welchem an der Mündung 7 nur Frequenzen unterhalb eines bestimmten Werts abgenommen werden.

Es läßt sich auch erkennen, daß ein erfindungsgemäß aufgebauter Koppler einfach als Wandler verwendet werden kann zur Umsetzung der in einem Wellenleiter irgendeiner Form geführten Energie in Energie eines anderen Wellenleiters, der gleiche oder andere Form haben kann. Bei dem bereits beschriebenen Beispiel wurde Energie des TE₀ -Typs im Halbkreis-Wellenleiter in Energie des TE „-Typs im Rechteck-Wellenleiter umgesetzt. Drei weitere Querschnittsformen, die der erfindungsgemäße Koppler annehmen kann, seien im Zusammenhang mit den Fig. 2 (a), 2 (b)und 2 (c) beschrieben. Die Fig. 2 (a) zeigt einen Koppler, in welchem eine TE _Q -WeHe zwischen einer schmalen Wand eines Recnteck-Wellenleiters 9 und einer breiten Wand eines weiteren Rbchteck-Wellenlelters 10 übertragen wird. Die Fig. 2 (b) zeigt einen weiteren Koppler, in welchem Energie des TE_Q1-Typs über eine flache Seite eines sektorförmlgen Wellenleiters 11 und eine breite Wand eines RechtecK-Wellenlelters 12 in Energie des TE _O-Typs umgesetzt wird. Die Fig. 2 (c) zeigt einen Koppler, in welcnem Energie des TE₀₁-Typs über den Scheitel eines Sektor-Wellenleiters 13 und die axiale Mittellinie eines Rechteck-Wellenleiters 14 in Energie des TE_1Q-Typs umgewandelt wird.

In den Fig. 3 (a), 3 (b) und 3 (c) sind drei verschiedene Verbindungsplatten 3 mit unterscniedlichen Formen von frequenzselektiven Elementen 8 gezeigt.

Die Fig. 3 (a) und 3 (b) zeigen Elemente in Form von Koppelschlitzen, die auf beiden Seiten der Längsachse des Kopplers versetzt angeordnet sind. Die Scnlitze müssen gegenüber der Mittellinie der Kopplenachse so versetzt sein, daß quer zum Schlitz eine Stromkomponente existiert, die senkrecht zur Kopplerachse gerichtet ist und deren Vorzeichen (positiv oder negativ) davon aönängt, auf welcher Seite der Koppleuacnse der Schlitz liegt. Hierdurch erhält der Koppler seine Eigenschaft, in Gegenrichtung zu arbeiten. Die in Fig. 3 (b) gezeigten hanteiförmigen Elemente liefern ein axial kürzeres Element als im Fall der Fig. 3 (a) und werden dann

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verwendet, wenn kurze Wellenlängen gekoppelt werden sollen. Die in Fig. 3 (c) dargestellten Resonanzelemente 8 bestehen ,-jeweils aus einem Schlitz 15 und einem Stift Ib, wobei die Stifte Ib abwechselnd auf verschiedenen Seiten neben den Schlitzen 15 stehen, so daß wiederum positive und negative Stromkomponenten erzeugt werden, um dem Koppler seine Gegenriehtuneswirkung zu geben. Die physikalischen Dimensionen der Elemente werden samtlieh^nach den-bekannten Prinzipien ausgerechnet, nacndem die Resonanzfrequenz eines Jeden Elements festgelegt ist. Die Frequenzen f., fp, f,, f., ...f und die Abstände d^, d«, d-, ...d. ändern sich logarithmisch, wie oben beschrieben.

Die Arbeitsweise des Kopnlers in entgegengesetzten Richtungen hat die angenehme Folge, daß die Länge des Kopplers nicht kritisch ist und daß bei Anwendung der Erfindung eine breitbandige Kopplung leicht durchzuführen ist. Dies liegt daran, daß die sicn längs· eines Eingangswellenleiters fortpflanzende breitbandige Energie selektiv auf einen Ausgangswellenleiter gekoppelt wird, in ihrer Phase umgekehrt wird und als Ausgang vom Ausgangswellenleiter entnommen wird. Eine zu große Länge des Kopplers ist nicht weiter schlimm, weil die korrekte verlangte Frequenz bereits von dem die niedrigste verlangte Frequenz selektierenden Schlitz in den Ausgangswellenleiter gekoppelt worden ist. Demgegenüber ist bei einem Richtkoppler, in dem keine Phasenumkehr stattfindet, und bei dem die Schlitze nur bei einer Frequenz in Resonanz sind, die Länge des Kopplers ausserst kritisch und ein-breitbandiger Betrieb nicht möglich. In diesem Fall wird Breitbandenergie im Eingangswellenleiter auf den Ausgangswellenleiter gekoppelt; da jedoch die Schlitze alle bei im wesentlichen derselben Frequenz in Resonanz sind, wird die Energie im Ausgangswellenleiter in den Eingangswellenleiter zurück übertragen, wenn der Koppler nicht genau in seiner Länge dimensioniert ist. Es entstehen daher Verlust, und wäil die Schlitze zur Resonanz bei derselben Frequenz bemessen sind, ist nur ein schmalbandiger Betrieb möglich. Natürlich können mehrere der vorstellend beschriebenen frequenzselektiven Koppler gemäß Fig. 4 miteinander verbunden werden, um ein Bandverzweigungssystem zu bilden. Bei der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung ist ein an

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sich bekanntes Wellenleiter-Übergangsstück 17 vorgesehen, welches seine Form von einem Kreis-Wellenleiter an seinem Eingang 18 in einen Halbkreis-Wellenleiter an seinem Ausgang 19 ändert. Zwei erfindungsgemäß ausgebildete frequenzselektive Koppler 20 und 21 zur Energieübertragung von einem Kreis-Wellenleiter in einen Rechteck-Wellenleiter sind hintereinander geschaltet. In jedem dieser Koppler liegen die Elemente mit der höchsten Resonanzfrequenz (nicht gesondert dargestellt) auf der dem Übergangsstück 17 zugewandten Seite, und der Koppler 20 mit den höher frequenten Resonanzelementen ist dem Übergangsstück 17 benachbart. Die Koppler und 21 haben rechteckige Ausgangsmündungen 22 und 23, während die Mündungen 24 und 25 an eine (nicht gezeigte) angepaßte Belastung angeschlossen sind. Das Niederfrequenzende des Kopplers 21 ist an einen bekannten Schlitzkoppler 2ö angeschlossen, um Energie von einem Halbkreis-Wellenleiter in einen Rechteck-Wellenleiter zu übertragen. Dieser Koppler hat eine recnteckige Ausgangsmündung 28 und eine weitere Mündung 27, die an eine (nicht gezeigte) angepaßte Last angeschlossen ist. Die halbkreisförmige Ausgangsmündung des Kopplers 2b ist mit einer Belastung 29 bekannter Form abgeschlossen. Im Betrieb wird dem Eingang 18 eine einfallende Welle zugeführt, die im Frequenzbereich von 30 GHz bis 140 GHz liegt und den TE...-Schwingungstyp sowie viele andere Schwingungstypen enthält. Energie des TE.„-Schwingungstyps und im Frequenzbereich von 70 υla 140 GHz wird an der rechteckigen Ausgangsmündung 22 wie vorstehend beschrieben, ausgekoppelt, wobei die BreitbandigKeit des Erfindungsgegenstandes ausgenützt wird. Das Frequenzband von 50 bis JO GHz wird an der Ausgangsmündung 23 ausgekoppelt, wobei die Frequenzselektivität des Erfindungsgegenstandes ausgenützt wird, wäxirend das restliche Frequenzband (30 bis 50 üHz) an der Ausgangsmündung 28 des bekannten Kopplers 2ö ausgekoppelt wird. Die angepaßten Belastungen dienen dazu, unerwünschte Reflektionen in den Wellenleitern zu verhindern. Die nler angegebenen Frequenzen dienen lediglich der Erläuterung und sind in keiner Weise als Beschränkung anzusehen.

Patentansprüche:

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Claims (13)

1. Patentansprüche

   I-In Gegenrichtung arbeitender Wellenleiterkoppler, bestehend aus zwei Wellenleiterabschnitten mit einem gemeinsamen Wandteil, welcher frequenzselektive Elemente zur Kopplung zwischen den beiden Wellenleiterabschnitten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektiven Elemente (8) verschiedene Resonanzfrequenzen haben, die in einer Richtung der Fortpflanzung einer Eingangswelle durch einen der beiden Wellenleiter im wesentli- - eben logarithmisch niedÄriger werden, während die Abstände zwiscnen den frequenzselektiven Elementen (8) in der besagten Portpflanzungsrichtung logarithmisch größer werden.
2. 2. Koppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstyp einer Ausgangswelle ein Typ niedriger Ordnung oder der Haupttyp eines ausgangsseitigen Wellenleiterabschnitts (2) ist.
3. 3. Koppler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgangsseitige Wellenleiterabschnitt (2) normalerweise bei der niedrigsten verlangten Betriebsfrequenz des Kopplers im wesentlichen frequenzsperrend wird.
4. 4. Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellenleit"erabschnitte (9, 10) rechteckigen Querschnitt haben.
5. 5. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wellenleiterabschnitt (1) halbkreisförmigen und der andere Wellenleiterabschnitt (2) rechteckigen Querschnitt hat.
6. 6. Koppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wellenleiterabscnnitt (11) sektorförmigen und der andere Wellenleiterabschnitt (12) rechteckigen Querschnitt hat.
7. 7. Koppler nach einem der vorhergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abstände zwischen benachbarten Elementen (δ) jeweils ein Wert gewählt ist, der in jedem Fall zwischen 0,2 und 0,25 der Wellenlänge der Resonanzfrequenz des höchstfrequenten zweier getrennter Elemente liegt. [

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8. 8. Koppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz eines Elements (8) zwischen 0,9 und annähernd 1 der Resonanzfrequenz eines vorangehenden Elements liegt.
9. 9. Koppler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgangsseltige Wellenleiterabschnitt (2) zwei Mündungen (5, 7) aufweist, deren jede an einem Ende der gegenüberliegenden Enden der frequenzselektiven Elemente (8) liegt, wobei die an denjenigen Ende des Kopplers liegende Mündung (5), wo die bei der niedrigsten verlangten Frequenz in Resonanz üefindlichen frequenzselektiven Elemente liegen, mit einer Last abgeschlossen ist.
10. 10. Koppler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektiven Elemente (8) die Form an sich bekannter Schlitze haben.
11. 11. Koppler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektiven Elemente (8) die Form von bei den verlanetten Frequenzen in Resonanz geratenden Schlitzen (15) und Stiften (l6) haben.
12. 12. Bandverzweigungssystem mit zwei seriengeschalteten Kopnlern nach AnsDruch 1, welche jeweils Energie von einem Wellenleiter mit halbkreisförmigem Querschnitt in einen Wellenleiter mit rechteckigem Querschnitt koppeln, dadurch gekennzeichnet, daß die serlenfyeschalteten Koppler (20, 21) unterschiedliche vorgegebene Bereiche von Betriebsfrequenzen haben und jeder Koppler eine Kopplung von einem Halbkreis-Wellenleiter auf einen Rechteck-Wellenleiter bewirken kann: und daß ein Wellenleiter-Übergangsstück (17) vorgesehen ist, welches Energie von einem Wellenleiter mit Kreisquerscnnitt an seinem einen Ende zu einem Wellenleiter mit Halbkreisquerschnitt an seinem anderen Ende übertragen kann; und daß ein an sich bekannter Scnlitzkoppler (26) vorgesehen ist, der in einem tieferen Frequenzbereich als die seriengeschalteten Koppler (20, 21) arbeiten und eine Kopplung von einem Wellenleiter mit Halbkreisquerschnitt auf einen

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    Wellenleiter mit Rechteckquerschnitt bewirken, kann; und daß eine Last vorgesehen ist; und daß das halbkreisförmige Ende des Übergangsstücks (17) mit dem ersten seriengeschalteten und die frequenzselektiven Elemente mit den höheren Resonanzfrequenzen enthaltenden Koppler (20) verbunden ist, während dar zweite seriengeschaltete Koppler ('2I) mit dem an sich bekannten Schlitzkoppler (26) verbunden ist, der seinerseits an die Last angeschlossen ist; und daß diese Kombination so arbeiten kann, daß eine einfallende Welle, welche den TE^-Schwingungstyp des Kreis-Wellenleiters enthält, über das Übergangsstück (17) zum Halbkreis-Wellenleiter übertragen wird, und daß vom ersten serlengeschalteten Koppler (20) Hochfrequenzenergie auf den im TE_1O-Modus schwingenden Rechteck-Wellenleiter übertragen wird, und daß vom zweiten seriengeschalteten Koppler (21) Energie des mittleren Frequenzbandes auf den im TE^-Modus schwingenden Rechteck-Wellenleiter gekoppelt wird, und daß von dem an sich bekannten Koppler (26) die übrigbleibende Niederfrequenzenergie auf den im TE₁₀~Modus schwingenden Rechteck-Wellenleiter, gekoppelt wird,
13. 13. In Gegenrichtung arbeitende Wellenkoppler, "dadurch gekennzeichnet, daß sie die im Zusammenhang mit den Pig, 1, 2(a), 2 (b)_t

    2 (c) und 3 (a) beschriebenen oder die im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 (a), 2 (b), 2 (c) bescnr!ebenen und gemäß den Fig.

    3 (b) oder 3 (c) modifizierten Merkmale aufweisen,

    Ik _ψ Bandverzweigungssystem, dadurch gekennzeichnet, ,daß es die im Zusammenhang mit Fig, k beschriebenen Merkmale aufweist.

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