DE2347719A1

DE2347719A1 - DEVICE FOR MULTIPLE USE OF THE SPECTRUM BY DIFFERENT POLARIZATIONS

Info

Publication number: DE2347719A1
Application number: DE19732347719
Authority: DE
Inventors: Peter Foldes
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-04-04
Also published as: AU6035673A; JPS5537136B2; FR2200644B1; JPS4971810A; GB1411991A; FR2200644A1; CA1002618A; DE2366445C2

Description

7582 - 73 Ks/Sö7582 - 73 Ks / Sö

Brit. Appln. No. 44- 050/72
Filed: September 22, ί972Brit. Appln. No. 44-050/72
Filed: September 22, ί972

RGA Corporation New York, N. X. V. St. A.RGA Corporation New York, N. X. V. St. A.

Einrichtung zur Mehrfachausnutzung des Spektrums durch unterschiedliche PolarisationenDevice for multiple use of the spectrum through different polarizations

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einstellen der .Kopplung zwischen einem oder mehreren Geräten und jeweils zugeordneten linear polarisierten HF-Schwingungen. Ein Anwendungsgebiet der Erfindung seien Einrichtungen z-ur Polarisationsdrehung, die unabhängig voneinander drehbare Polarisationen von Sende- und Empfangssignalen für mit Mehrfachausnutzung des Spektrums arbeitende Antennenanlagen erlauben. The invention relates to a device for adjusting the .Coupling between one or more devices and the associated linearly polarized RF oscillations. An area of application the invention are devices for polarization rotation, the independently rotatable polarizations of transmit and receive signals for multiple use of the spectrum working antenna systems.

Der Erfolg einer Mehrfachausnutzung eines Frequenzspektrums durch Verwendung zweier orthogonal polarisierter Schwingungen dieses Spektrums hängt davon ab, wie gut die Entkopplung der beiden Polarisationen an der Empfangsantenne ist. Falls die'Orthogonalität" der beiden Polarisationen (d.h. die Rechtwinkligkeit im Falle linearer Polarisationen und die genaue Links- und Rechtsdrehung im Falle zirkularer ELarisation) auf der Senderseite ideal ist und im Ausbreitungsmedium keinekreuzpolarisierte Komponente entsteht, hängt die erreichbare Entkopplung an der Empfangsantenne ab vom Kreuzpolarisations-The success of multiple use of a frequency spectrum by using two orthogonally polarized oscillations of this spectrum depends on how good the decoupling is of the two polarizations on the receiving antenna. If the 'orthogonality' of the two polarizations (i.e. the perpendicularity in the case of linear polarizations and the exact left and right rotation in the case of circular ELarization) on the transmitter side is ideal and no cross-polarized component arises in the propagation medium, the achievable Decoupling at the receiving antenna from the cross-polarization

409814/0958 - 2 -409814/0958 - 2 -

wert (Achsenverhältnis) der Empfangsantenne sowie davon, wie genau die Antenne auf die einfallende Wplle ausgerichtet ist.value (axis ratio) of the receiving antenna as well as how the antenna is precisely aligned with the incident wave.

Bei einem Nachrichtensystem mit Zweiwegeverkehr ist es er- *In a two-way communication system, it is *

wünscht, ein- und dieselbe Antenne bei verschiedenen Frequen- wishes to use one and the same antenna at different frequencies

zen für den Empfangs- und den Sendebetrieb zu verwenden. Da die Polarisationslage für diese beiden Frequenzen im allgemeinen unterschiedlich ist, muß man zur Anpassung an die jeweilige Polarisation ±ür jede der beiden Frequenzen eine gesonderte Ausrichtung hinsichtlich der Polarisation wählen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man den Leitungspegel der kreuzpolarisierten Komponente gleichzeitig an jedem Empfangsende des oben genannten Nachrichtenverkehrssystems minimal hält.zen for receiving and transmitting. There the polarization position for these two frequencies is generally different, one has to adapt to the respective Polarization ± Select a separate alignment with regard to polarization for each of the two frequencies. This can be done, for example, by simultaneously changing the line level of the cross-polarized component at each receiving end of the above communication system keeps minimal.

Bei Nachrichtenverbindungen mit Satelliten ist eine solche Methode jedoch nicht zweckmäßig, weil man die Ausrichtung hinsichtlich der Polarisation nicht nur an der Bodenstation sondern auch am Satelliten vornehmen muß. Die hierzu erfor-In the case of communications links with satellites, however, such a method is not practical, because it means the alignment with regard to polarization not only at the ground station but also at the satellite. The required

derliche komplizierte Ausrüstung des Satelliten kann man sparen, wenn die Polarisationen der Empfangs- und Sendewelle gleichzeitig an der Bodenstation einstellbar sind. Wenn das Ausbreitungsmedium die Polarisationslage der nach oben und nach unten laufenden Wellen nicht beeinflußt, kann eine solche Ausrichtung leicht durchgeführt werden. Man kann hierzu die Polarisationen der Empfangswelle und der Sendewelle an der Bodenstation und am Satelliten in jeweils der gleichen Weise zueinander festlegen und dann diese Polarisationen durch mechanische oder elektrische Mittel drehen, bis eine ideale Polarisationsangleichung erreicht ist.one can save such complicated equipment of the satellite, if the polarizations of the received and transmitted waves can be adjusted at the same time at the ground station. If that Propagation medium does not influence the polarization position of the waves traveling upwards and downwards Alignment can be done easily. You can see the polarizations of the received wave and the transmitted wave at the Set the ground station and the satellite in the same way to each other and then these polarizations by mechanical or rotate electrical means until an ideal polarization adjustment is achieved.

Falls jedoch das Ausbreitungsmedium die Polarisationslage der Aufwärtswellen (d.h. der Sendewellen vom Boden zum Satelliten) und der Abwärtswellen (d.h. der Sendewellen vom Satelliten zum Boden) unterschiedlich beeinflußt (was im praktischen Fall infolge der Faraday-Drehung durch die Jonosphäre vorkommt), müssenHowever, if the propagation medium has the polarization position of the upward waves (i.e. the transmitted waves from the ground to the satellite) and the downward waves (i.e. the transmitted waves from the satellite to the ground) differently (which in the practical case as a result of the Faraday rotation through the ionosphere) must

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die beiden Polarisationen zur perfekten Ausrichtung der Nachrichtenverbindung getrennt gedreht werden. Mit einer einfachen körperlichen Drehung (oder einer äquivalenten Veränderung) der Antenne ist eine solche Ausrichtung jedoch nicht möglich, vielmehr benötigt man eine Hochfrequenzschaltung zur gesonderten Drehung der Polarisation der Aufwärts- und der Abwärtssignale, die gleichzeitig verschiedene Frequenzbänder darstellen»the two polarizations for perfect alignment of the communication link rotated separately. With a simple physical twist (or an equivalent change) However, such an alignment is not possible for the antenna; rather, a high-frequency circuit is required for separate Rotation of the polarization of the upward and downward signals, which simultaneously represent different frequency bands »

Die vorliegende Erfindung wird realisiert im Zusammenhang mit einer Einrichtung zum Einstellen der Kopplung zwischen einem Gerat wie beispielsweise einem Sendea? oder einem Empfänger einerseits und einer ersten linear polarisierten HF-Schwingung gegebener Leistung und innerhalb eines gegebenen Frequenzbandes andererseits, wobei sich diese HF-Schwingung als Welle doch ein Medium fortpflanzt. Die Einrichtung enthält außerdem eine mit dem Medium gekoppelte Antenne, einen Orthogonalkoppler, eine erste Anordnung mit einem ersten Leistungsteiler zur Kopplung des Geräts mit einem ersten und einen zweiten Anschluß des Orthogonalkopplers, und eine zweite Anordnung zur Kopplung der Antennenzuleitung mit einem dritten Anschluß des Orthogonalkopplers. Der Leistungsteiler teilt die Leistung der ersten Welle in einem vorgegebenen Verhältnis zwischen dem Gerät und dem ersten Anschluß des Orthogonalkopplers auf und teilt die Leistung der erden Welle in einem zu diesem Verhältnis reziproken Verhältnis zwischen dem Gerät und dem zweiten Eingang des Orthogonalkopplers auf.The present invention is implemented in conjunction with a device for setting the coupling between a device such as a transmitter a? or a recipient on the one hand and a first linearly polarized RF oscillation of a given power and within a given frequency band on the other hand, with this HF oscillation as a wave Medium propagates. The facility also includes a the medium coupled antenna, an orthogonal coupler, a first arrangement with a first power splitter for coupling the device to a first and a second connection of the orthogonal coupler, and a second arrangement for coupling the antenna feed line to a third connection of the orthogonal coupler. The power splitter divides the power of the first wave in a predetermined ratio between the device and the first connection of the orthogonal coupler and divides the power of the earth wave in a reciprocal relationship to this Relationship between the device and the second input of the orthogonal coupler.

Gemäß der Erfindung ist der Leistungsteiler derart steuerbar, daß das vorgegebene Verhältnis der Leistungsteilung wahlweise geändert werden kann.According to the invention, the power divider is controllable in such a way that the predetermined ratio of the power division is optional can be changed.

Die oben beahriebene einstellbare Einrichtung eignet sich für ' den Sendebetrieb mit einer für zwei Polarisationsrichtungen ausgelegten Antennenanlage. Für diesen Fall habe der einstellbare Leistungsteiler zwei mit zwei verschiedenen Signalquellen gekoppelte Eingängexnd zwei Ausgänge. Der LeistungsteilerThe adjustable device described above is suitable for ' the transmission operation with an antenna system designed for two polarization directions. In this case I have the adjustable Power splitter two inputs and two outputs coupled to two different signal sources. The power divider

409814/0968 -*-409814/0968 - * -

entkoppelt die jeweiligen Eingangssignale als auch die Aus-. gangssignale. Der^Leistungsteiler enthalte eine besondere Kombination, vonvier sogenannten "Kurzschlitz-Hybriden", (eine besondere Art Hybriderichtungskoppler). Bei einer solchen Anordnung verläßt eine am ersten Eingang des einstellbaren Leistungsteilers eintretende Welle den dritten Anschluß oder Arm (Ausgang) des mit dem Orthogonalkoppler verbundenen Leistungsteilers in einer bestimmten Polarisationslage. Diese Polarisationslage hängt ab von der Leistungsteilung im Leistungsteiler. In ähnlicher Weise verläßt eine am zweiten Eingang des einstellbaren Spannungsteilers eintretende Welle den Orthogonalkoppler in einer Polarisation, die orthogonal zur derjenigen der ersten Welle ist. Wenn die Leistungsteilnng verändert wird, dann werden die beiden Polarisationen gemeinsam gedreht, wobei ihre orthogonale Beziehung zueinander aufrecht erhalten bleibt.decouples the respective input signals as well as the output. output signals. The ^ power divider contains a special one Combination of four so-called "short-slot hybrids", (a special kind of hybrid directional coupler). With such a Arrangement, a wave entering the first input of the adjustable power divider leaves the third connection or arm (output) of the power splitter connected to the orthogonal coupler in a certain polarization position. These The polarization depends on the power division in the power divider. Similarly, one leaves the second entrance of the adjustable voltage divider incoming wave the orthogonal coupler in a polarization that is orthogonal to the one the first wave is. When the performance sharing changes then the two polarizations are rotated together, maintaining their orthogonal relationship to one another remain.

Die oben beschriebene einstellbare Einrichtung kann auch bei einer mit Mehrfachausnutzung des Spektrums durch zwei verschiedene Polarisationen arbeitenden Antennenanlage verwendet werden, die mit zwei Frequenzbändern betrieben wird. In einer solchen "doppelbandigen" Anlage werden zwei Leistungsteiler eingesetzt. Der.eine Leistungsteiler wird in der gleichen Weise verwendet, wie es oben für den Fall zweier orthogonal polarisierter Sendevrellen beschrieben wurde. Der andere Leistungsteiler wird dazu herangezogen, die Empfangereingänge mit den beiden an der Antenne ankommenden orthogonal polarisierten Empfangswellen zu koppeln. Diese ankommenden Wellen liegen ineinem anderen als dem ersten Frequenzband und haben unterschiedliche Leistung (d.h. Informationsinhalte). Der Eingang deszweiten Leistungsteilers kann über einen Duplexer (Sende-Empf ang-Auswähla? ) auf einen Eingang eines Orthogonalkopplers gegeben werden, so daß durch die Duplexer eine Trennung zwischen den gesendeten und empfangenen Wellen auf Frequenzbasis erfolgen kann. Da die gesendeten und empfangenen W₀IlenThe adjustable device described above can also be used in an antenna system which operates with multiple utilization of the spectrum due to two different polarizations and which is operated with two frequency bands. In such a "double-band" system, two power dividers are used. The one power divider is used in the same way as was described above for the case of two orthogonally polarized transmission waves. The other power splitter is used to couple the receiver inputs with the two orthogonally polarized received waves arriving at the antenna. These incoming waves lie in a frequency band other than the first and have different power (i.e. information content). The input of the second power splitter can be given to an input of an orthogonal coupler via a duplexer (transmission-reception selection), so that the transmitted and received waves can be separated on a frequency basis by the duplexer. Since the sent and received W ₀ Ilen

A098U/0958 " ⁵ " .A098U / 0958 " ⁵ ".

auf getrennte Leistungsteiler gegeben werden, können ihre Polarisationen getrennt voneinander gedreht werden.are given to separate power dividers, their polarizations can be rotated separately from each other.

In dem zuletzt beschriebenen System kann die Leistungsteils»- Anordnung entweder für den Sender oder den Empfänger weiterhin so ausgelegt werden, daß bei den an einen Eingang der Leistungsteileranordnung angelegten Signalwellen das Leistungsverhältnis an den beiden Ausgängen der Leistungsteileranordnung für die erste Welle reziprok zu demjenigen Leistungsverhältnis ist, welches die zweite Welle an diesen Ausgängen der Leistungsteileranordnung hat.In the system described last, the power section »- Arrangement for either the transmitter or the receiver can continue to be designed so that at an input of the Power divider arrangement applied signal waves the power ratio at the two outputs of the power divider arrangement for the first wave is reciprocal to that power ratio which the second wave at these outputs of the power splitter arrangement Has.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert.Details of the invention are given below using an exemplary embodiment explained with reference to drawings.

Figur 1 zeigt in einem Vektordiagramm die Orientierung linear polarisierter Wellen bei einer typischen doppelbandigen Anlage mit Mehrfachausnutzung des Spektrums durch zweiverschiedene Polarisationen;In a vector diagram, FIG. 1 shows the orientation of linearly polarized waves in a typical double-band wave System with multiple use of the spectrum through two different polarizations;

Figur 2 zeigt in einem Vektordiagramm typische Änderungen der Phasenverschiebung infolge der Ausbreitung durch die JonoSphäre;In a vector diagram, FIG. 2 shows typical changes in the phase shift as a result of the propagation through the JonoSphere;

Figur ό ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur getrennten Polarisationsdrehung von Sende- und Empfangswellen;Figure ό is a block diagram of a device for separate polarization rotation of transmitted and received waves;

Figur 4 zeigt in der Draufsicht und mit teilweise fortgebrochener Oberwand eine Anordnung mit einem verstellbaren Doppelkolben; Figure 4 shows in plan view and with a partially broken away Upper wall an arrangement with an adjustable double piston;

Figur 5 zeigt in einem Vektordiagramm die Drehung einer linearen Polarisation;FIG. 5 shows the rotation of a linear one in a vector diagram Polarization;

Figur 6 zeigt in Blockform einen Teil der Anordnung zur Polarisationsdrehung mit einer drehbaren Kupplung und einem Hohlleiter stück mit Kxeisquei&ääüitii zur anfänglichen Ausrichtung linear polarisierter Wellen; FIG. 6 shows in block form part of the arrangement for polarization rotation with a rotatable coupling and a waveguide piece with Kxeisquei & ääüitii for the initial alignment of linearly polarized waves;

409814/0958 ,"⁶ " '409814/0958, " ⁶ "'

Figur 7 zeigt perspektivisch einen Polarisator zur zirkulären oder elliptischen Polarisation einer linear polarisierten Virile. -■.:-·:-.Figure 7 shows in perspective a polarizer for circular or elliptical polarization of a linearly polarized virile. - ■.: - ·: -.

Bei einem mit zwei Frequenzbändern arbeitenden System zur Mehrfachausnutzung des Spektrums mittels zweier verschiedener Polarisationen werden die beiden Sendesignale als zwei orthogonal zueinander polarisierte Wellen ausgesendet. Im Falle linear polarisierter Wellen wxrd eines der Sendesignale mit einer ersten Frequenz (F..j) als horizontal polarisierte Welle gesendet, wie es init dem Pfeil T, in Figur 1 veranschaulicht ist. Die andere Sendewelle wird mit der gleichen Frequenz (S¹..,), jedoch mit vertikaler Polarisation gesendet, wie es mit dem gestrichelten Pfeil ^2 gezeigt ist. In ähnlicher Weise hat eine der Empfangswellen die Frequenz Fp und ist vertikal polarisiert, wie mit dem Pfeil R,- in Figur 1 gezeigt. Die andere Empfangswelle ist senkrecht dazu in der horizontalen Ebene polarisiert, wie es mit dem gestrichelten Pfeil R~ in Figur 1 gezeigt ist. Wenn, die gesendeten und die empfangenen Wellen bei ihrer Ausbreitung nicht unterschiedlich beeinflußt werden, bleibt diese "Orthogonalität" ihrer Polarisationen bestehen, und eine für die Sendewellen vorgenommene Ausrichtung hat automatisch eine Ausrichtung der Empfangswellen in einer dazu orthogonalen Polarisation zur Folge. Infolge des von den Wellen durchlaufenen Ausbreitungsmediums ändert sich jedoch die Ausbreitungscharakteristik, und zwar -mehrmals am Tage. Bei einer typischen aufwärts- und abwärtsgerichteten Nachrichtenverbindung zwischen einer Bodenstation und einem Satelliten kann die Polarisation der Sendewellen bei 6 GHz einer Drehung von +1,5° bezüglich der Lage in Figur '!.unterliegen, während die Polarisation der empfangenen Wellen bei 4 GHz gegenüber der in Figur 1 gezeigten Lage eine Drehung von -2,2° erfahren kann. In der Figur 2 zeigen die Pfeile T₁ und T₂ ein Beispiel für die neue Orientierung der Sendewellen T,= und Tp am entfernten. Satelliten. Die PfeileIn a system working with two frequency bands for multiple use of the spectrum by means of two different polarizations, the two transmission signals are transmitted as two orthogonally polarized waves. In the case of linearly polarized waves, one of the transmission signals with a first frequency (F..j) is transmitted as a horizontally polarized wave, as illustrated by the arrow T in FIG. The other transmission wave is transmitted with the same frequency (S ¹ ..,), but with vertical polarization, as shown by the dashed arrow ^ 2. Similarly, one of the received waves has the frequency Fp and is vertically polarized, as shown by the arrow R, - in FIG. The other received wave is polarized perpendicular to it in the horizontal plane, as shown by the dashed arrow R ~ in FIG. If the transmitted and received waves are not influenced differently in their propagation, this "orthogonality" of their polarizations remains, and an alignment made for the transmitted waves automatically results in an alignment of the received waves in an orthogonal polarization. As a result of the propagation medium traversed by the waves, however, the propagation characteristics change, namely several times a day. In a typical upward and downward communication link between a ground station and a satellite, the polarization of the transmitted waves at 6 GHz can be subject to a rotation of + 1.5 ° with respect to the position in FIG. 1, while the polarization of the received waves at 4 GHz is opposite the position shown in Figure 1 can experience a rotation of -2.2 °. In FIG. 2, the arrows T ₁ and T _{2 show} an example of the new orientation of the transmission waves T, = and Tp at the distant one. Satellites. The arrows

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R .. und R 2 zeigen die neue Orientierung der vom Setelliten empfangenen Wellen R,, und Rp · Die beiden Sendewellen und die beiden Empfangswellen sind nach wie vor jeweils orthogonal zueinander polarisiert, jedoch stehen die Polarisationsebenen der Sendewellen nicht mehr senkrecht auf den Polarisationsebenen der Empfangswellen. Die Polarisationsrichtung der Empfangswelle R ,, unterscheidet sich von derjerigen der Sendewelle T λ um 86,3 - Die Polarisationsrichtung der Empfangswelle R- unterscheidet sich von derjenigen der Sendewelle T ρ um 93»8°. Eine Ausrichtung der beiden Sendewellen führt nun nicht mehr automatisch zur Ausrichtung der Empfangswellen. Um die Mehrfachausnutzung des Spektrums zu ermöglichen, muß dafür gesorgt werden, daß die Sende- und EmpfangsweIlen unabhängig gedreht werden können, und zwar ohne daß dabei die Orthogonalität zwischen den beiden Empfangswellen und den beiden Sendewellen verlorengehen kann·R .. and R 2 show the new orientation of the waves R ,, and Rp received by the satellite Receiving waves. The direction of polarization of the received wave R ,, differs from that of the transmitted wave T λ by 86.3 - The polarization direction of the received wave R- differs from that of the transmitted wave T ρ by 93 »8 °. Alignment of the two transmission waves no longer automatically leads to the alignment of the received waves. In order to enable multiple use of the spectrum, it must be ensured that the transmission and reception lines can be rotated independently, without the orthogonality between the two reception waves and the two transmission waves being lost.

In dar Figur 3 ist eine Anlage dargestellt, mit der man die oben genannten unabhängigen Drehungen durchführen kann, und zwar . unter Beibehaltung einer sehr guten Reinheit der Polarisation· Die in Figur 3 gezeigte Gesamtanlage 10 enthält einen verstellbaren Polarisationsdreher 11 für den Sendeteil und einen Polarisationsdreher 13 für den Empfangsteil. Der Sende-Polarisationsdreher besteht aus sogenannten Quadratur-Kurzschlitzhybriden 15» 17j 19» 21 und einer verstellbaren Kolbenanbrdnung 23. Bei den Kurzschlitzhybriden 15, 17, 19 und 21 handelt es sich um eine Art viertoriger Hybriderichtungskoppler, bei denen für ein aneinem Tor zugeführtes Eingangssignal an zwei Ausgangstoren am entgegengesetzten Ende zwei Ausgangssignale erscheinen, die gleiche Leistung , jedoch um 90° unterschiedliche Phase haben. Die verstellbare Eolbenanordnung 23 ist im einzelnen in Figur 4 dargestellt. Sie besteht aus zwei Hohlleiterabschnitten 25 und mit einer gemeinsamen Seitenwand 29 zwischen den voneinander · abgewandten Seitenwänden 27 und 28, und mit oberen Wandungen 29a und 29b (nur teilweise gezeigt) sowie mit unteren Wandungen 50a und 30b. Innerhalb der getrennten Hohlleiterstücke 25 undIn dar Figure 3, a system is shown with which the above can perform called independent rotations, namely. while maintaining a very good polarization purity The overall system 10 shown in FIG. 3 contains an adjustable one Polarization rotator 11 for the transmitter part and a polarization rotator 13 for the receiving part. The transmit polarization rotator consists of so-called quadrature short-slot hybrids 15 » 17j 19 »21 and an adjustable piston attachment 23. In the Short slot hybrids 15, 17, 19 and 21 are one Type of four-port hybrid directional coupler in which for one anem Gate fed input signal at two output gates at the opposite end two output signals appear the same Power, but have different phase by 90 °. The adjustable piston assembly 23 is shown in detail in FIG. It consists of two waveguide sections 25 and with a common side wall 29 between the facing away side walls 27 and 28, and with upper walls 29a and 29b (only partially shown) and with lower walls 50a and 30b. Within the separate waveguide pieces 25 and

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befindet sich ,jeweils ein Kolben 25a bzw. 26a. Die Kolben 25a und 26a sind innerhalb der Hohlleiterstücke 25 und 26 gemeinsam verschieblich. Sie sind so ausgebildet, daß sie jeweils einen Kurzschluß an die Stelle ihrer gegenüberliegenden Enden 25b und 25c bzw. 26b und 26c reflektieren. Um einen vollkommenen Kurzschluß an diesen Enden darzustellen, sind in der Nähe der Enden jedes Kolbens 25a und 26a Nuten 3'i eingeschnitten. Diese Nuten sind so ausgebildet, daß zwischen ,jeweils dem Ende des Kolbens und dem kurzschließenden Ende der jeweiligen Nut Ji eine Schlitzlänge entsteht, die gleich einer halben Wellenlänge bei einer Betriebsfrequenz des Systems ist, um an den Enden jedes der Kolben einen reflektierten Kurzschluß darzustellen. Die Kolben 25a und 26a können beispielsweise dadurch inLängsrichtung der Hohlleiterstücke verschiebbar gemacht werden, daß man einen senkrechten Stift durch jedes der Hohlleiterstücke 25 und 26 in der Mitte der oberen Wandungen 29a und 29b greifen läßt. Die Stifte v/erden außerhalb der ⁿohlleiterstücke aneinander gekoppelt und innerhalb der Hohlleiter mit den Kolben 25a und 26a verbunden. Ein Schlitz in den oberen Wandungen 29a und 29b gestattet eine Bewegung der Stifte in Richtung auf das eine Hybrid 19 oder das andere Hybrid 17· Die Kolben 25a und 26a sind miteinander gekuppelt, damit sie sich gemeinsam bewegen und jeweils die gleiche Phasenverschiebung hervorrufen.is located, one piston 25a and 26a, respectively. The pistons 25a and 26a are jointly displaceable within the waveguide sections 25 and 26. They are designed so that they each reflect a short circuit at the location of their opposite ends 25b and 25c or 26b and 26c. In order to show a complete short circuit at these ends, grooves 3'i are cut near the ends of each piston 25a and 26a. These grooves are formed so that a slot length is formed between each end of the piston and the short-circuiting end of the respective groove Ji which is equal to half a wavelength at an operating frequency of the system to provide a reflected short circuit at the ends of each of the pistons. The pistons 25a and 26a can be made displaceable in the longitudinal direction of the waveguide sections, for example, by letting a vertical pin engage through each of the waveguide sections 25 and 26 in the middle of the upper walls 29a and 29b. The pins v / ground outside the ⁿ ohlleiterstücke coupled to each other and within the waveguide with the pistons 25a and 26a, respectively. A slot in the upper walls 29a and 29b allows the pins to move towards one hybrid 19 or the other hybrid 17. The pistons 25a and 26a are coupled to each other so that they move together and each cause the same phase shift.

Wie in der Figur 3 zu sehen ist, ist der Eingang des ersten Kurzschlitzhybrids 15 am Anschluß 16 mit einer ersten Sende. quelle T^ verbunden. Die Signale am Anschluß 15a des Hybrids 15 gelangen zum Anschluß 17a des Hybrids I7. Der Anschliß 15b des Hybrids 15 ist mit dem Anschluß 19a des Hybrids 19 verbunden. Der Anschluß 19b des Hybrids 19 ist mit dem Ende 23b des Hohlleiterstücks 25 der Doppelkolbenanordnung 23 verbunden. Der Anschluß 19c. des Hybrids 19 ist mit dem Ende 23b des Hohlleiterstücks 26 der Kolbenanordnung 23 gekoppelt. Der Anschluß 17bAs can be seen in Figure 3, the entrance is the first Short slot hybrids 15 at terminal 16 with a first transmission. source T ^ connected. The signals at terminal 15a of the hybrid 15 reach the connection 17a of the hybrid I7. The connection 15b of the hybrid 15 is connected to the terminal 19 a of the hybrid 19. The connection 19b of the hybrid 19 is connected to the end 23b of the waveguide section 25 of the double piston arrangement 23. Of the Port 19c. of the hybrid 19 is coupled to the end 23b of the waveguide section 26 of the piston arrangement 23. The connection 17b

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des Hybrids i? liegt am Ende 23a des Hohlleiterstücks 25 der Kolbenanordnung, und das Ende 23a des HohlleiterStücks 26 ist mit dem Anschluß ;i7c des Hybrids 17gpkoppelt. Die An-•schlüße'Vd und 19d der Hybride 17 und 19 sind mit den Anschlüssen 21a bzw. 21b des Hybrids 21 gekoppelt.of the hybrid i? is at the end 23a of the waveguide piece 25 of Piston assembly, and end 23a of waveguide piece 26 is coupled to terminal; i7c of the hybrid 17gp. The connections' Vd and 19d of hybrids 17 and 19 are with the connections 21a and 21b of the hybrid 21 are coupled.

B_eim Betrieb des einstellbaren Leistungsteilers 11 v/erden die am Anschluß 16 zugeführten Sendersignale T _Λ am Hybrid 15 in ihrer Leistungs zu gleichen Teilen aufgeteilt. Diese Teilsignale gleicher Leistung erscheinen an den Anschlüssen 15a und 15b des Hybrids 15» wobei die Signale am Ausgang 15b gegenüber den Signalen am Ausgang 15a um 90° phasenverschoben sind. Die Signale vom Anschluß 15a gelangen zum Anschluß 17a des Hybrids 171 v/o sie wiederum in ihrer Leistung gleichmäßig aufgeteilt v/erden, und zwar so, daß die Signale halber Leitung am Anschluß 17c gegenüber den Signalen halber Leistung am Anschluß 17b eine zusätzliche Phasenverschiebung von 90° erfahren. Die Signale von den Ausgangsanschlüssen 17b und 17c des Hybrids gelangen dann zu der verstellbaren Kolbenanordnung 23 an deren Ende 23a. Die Signale werden von der Kolbenanordnung 23 mit gleicher Phasenverschiebung zurück über die Anschlüsse 17b und 17c in das Hybrid 17 reflektiert, wo sie in Phase wiedervereinigt werden. Das dem Hybrid 17 zugeführte Gesamtsignal wird vom Anschluß 17d auf den Anschluß 21a des Hybrids 21 gekoppelt. B _e v during operation of the adjustable power splitter 11 / earth 15 in their power split equally between the supplied at terminal 16 transmitter signals T _Λ on the hybrid. These partial signals of the same power appear at the connections 15a and 15b of the hybrid 15 », the signals at the output 15b being phase-shifted by 90 ° with respect to the signals at the output 15a. The signals from the connection 15a reach the connection 17a of the hybrid 17 1 v / o they are again divided equally in their power, namely in such a way that the half-power signals at the connection 17c have an additional phase shift compared to the half-power signals at the connection 17b experienced from 90 °. The signals from the output connections 17b and 17c of the hybrid then reach the adjustable piston assembly 23 at its end 23a. The signals are reflected by the piston arrangement 23 with the same phase shift back via the connections 17b and 17c into the hybrid 17, where they are re-combined in phase. The overall signal fed to the hybrid 17 is coupled from the connection 17d to the connection 21a of the hybrid 21.

In ähnlicher Weise wird das um 90° phasenverschobene Sendersignal T >| vom Anschluß 15b des Hybrids I5 auf den Anschluß 19a des Hybrids 19 gegeben, wo es in seiner Leistung aufgeteilt wird. Dabei erfahren die zum Anschluß 19c gelangenden Signale gegenüber den zum Anschluß 19b gelangenden Signalen eine zusätzliche Phasenverschiebung von 90°. Die Ausgangssignale von den Anschlüssen 19b und 19c v/erden auf die verstellbare Kolbenanordnung 23 gegeben, und zwar an deren Ende 23b. DieIn a similar way, the transmitter signal, phase-shifted by 90 °, becomes T> | from port 15b of hybrid I5 to port 19a of the hybrid 19 given where it split in its power will. In doing so, those arriving at connection 19c learn Signals relative to the signals coming to terminal 19b an additional phase shift of 90 °. The output signals from terminals 19b and 19c v / ground to the adjustable Given piston assembly 23, at the end 23b. the

- 10 -- 10 -

4098U/09584098U / 0958

- ΊΟ -- ΊΟ -

beiden Signale halber Leistung werden von der Blolbenanordnung 23 mit gleicher Phasenverschiebung zurück zu den Anschlüssen 19b und 19c des Hybrids 19 reflektiert. Die reflektierten Signale halber Leistung erscheinen vereinigt und in Phase addiert am Anschluß 19cLt so daß die gesamte reflektierte Leistung von diesem Anschluß 19d zum Anschluß 21b des Hybrids 21gplangt.both half-power signals are generated by the piston assembly 23 reflected back to the connections 19b and 19c of the hybrid 19 with the same phase shift. The reflected signals half power appear combined and added in phase at terminal 19cLt so that the total reflected power from this connection 19d to connection 21b of the hybrid 21g.

Der Anteil der Ausgangsleistung an den Anschlüssen 21c und 21 d hängt von der Stellung der Kolben 25a und 26a innerhalb der Anordnung 23 ab. Wenn die Kolben 25a und 26a in der ^iXitte stehen, dann erfahren die in die Kolbenanordnung 25 an beiden Enden 23a und 23b ein- und ausgekoppelten Signale die gleiche Phasenverschiebung. Daher ist in diesem Fall für ein Eingangssignal vom Anschluß 16 der Phasenuntaschied zwischen den auf die Anschlüsse 21a und 21Ό gegebenen Signalen 90°, so daß die Gesamtleistung in Phase aufaddiert wird und am Anschluß 21d des Hybrids 21 erscheint. Wenn die beiden Kolben 25a und 26a in der Anordnung 23 ^T/om Ende 23a der Hohlleiterstücke 25 und 26 um eine elektrische Länge von +(X fortbewegt werden, dann bewegen sie sich auch um die Strecke o*. auf das gegenüberliegende Ende 23b der Rollenanordnung 23 zu. Durch die Fortbewegung der Kolben 25a und 26a vom Ende 23a um die elektrische Länge + ΰί. erfahren die am Ende 23a eingekoppelten Signale eine zusätzliche Phasenverschiebung von + θ °, während die am Ende 23b eingekoppelten Signale eine Phasenverschiebung von - θ° erfahren. ¹¹UrCh Bewegung der Kolben 25a und 26a wird daher eine relative Phasenverschiebung von zwei θ hervorgerufen. Wenn beispielweise die Kolben 25a und 26a so verschoben werden, daß die Signale auf dem W_eg vom Anschluß 25a zum Anschluß 21a ei:, ^ um 180° größere Phasenverschiebung erfahren als die Signale auf dem V/eg vom Anschluß "5b zum Anschluß 21b, dann ißt der Gesamtausgang umgekehrt, und am Anschluß 21c wird die gesamte am Anschluß 16 zugeführte'Leistung ausgekoppelt, während am Anschluß 21d keine Ausgangsleistung ei ..-eheint* Γ lese Phasen-The proportion of the output power at the connections 21c and 21d depends on the position of the pistons 25a and 26a within the arrangement 23. When the pistons 25a and 26a are provided in the ^iX itte, the signals on and in the piston assembly 25 at both ends 23a and 23b coupled out experience the same phase shift. Therefore, in this case, for an input signal from terminal 16, the phase difference between the signals applied to terminals 21a and 21Ό is 90 °, so that the total power is added up in phase and appears at terminal 21d of hybrid 21. If the two pistons 25a and 26a in the arrangement 23 ^T / om the end 23a of the waveguide sections 25 and 26 are moved by an electrical length of + (X, then they also move by the distance o *. To the opposite end 23b of the roller arrangement As the pistons 25a and 26a move from end 23a by the electrical length + ΰί, the signals coupled in at end 23a experience an additional phase shift of + θ °, while the signals coupled in at end 23b experience a phase shift of -θ ° . ¹¹ Urch movement of the pistons 25a and 26a is therefore caused a relative phase shift of two θ. for example, when the pistons 25a and 26a is displaced so that the signals on the W _e g from terminal 25a to terminal 21a ei :, ^ 180 ° experience a greater phase shift than the signals on the V / eg from terminal "5b to terminal 21b, then the total output is reversed, and at terminal 21c all of the power supplied to terminal 16 is output decoupled, while at connection 21d no output power ei ..- before * Γ read phase-

- 11 '-- 11 '-

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differenz von 180° wird erreicht, wenn man-die Kolben 25a und 26a so zum Hybrid 19 kin verschiebt, daß die auf dem Weg voa Anschluß i5b zum Anschluß 21b laufenden Signale eine um 90° geringere Phasenverschiebung erfahren.difference of 180 ° is achieved when one-the pistons 25a and 26a shifts to the hybrid 19 kin in such a way that the voa Connection i5b to connection 21b signals a 90 ° running experience less phase shift.

Es läßt sich leicht erkennen, daß man durch Verschiebung der Kolben 25a und 26a (die zusammen bewegt werden) das V_erhältnis der Ausgangsleistung an den beiden Ausgangäanschlüssen"21c und 21d zwischen diesen beiden Extremwerten ändern kann. Bei der praktischen Anwendung werden diese beiden Kolben nur leicht; verschoben, um lediglich eine geringe Änderung des Leistungsverhältnisses an den Ausgangsanschlüssen zu erreichen.It is easy to see that (which are moved together) by displacement of the pistons 25a and 26a of the V _s of the output power rhältnis at the two Ausgangäanschlüssen "21c and 21d between these two extremes may change. In the practice of these two pistons are only slightly; shifted to achieve only a small change in the power ratio at the output connections.

Vor! einem zweiten Sender können Signale T ρ auf den Anschluß des Hybrids 19 gegeben werden. Falls die Kolben wie im ersten Fall wiederum in der Mitte stehen, wird die gesamte durch das Gerät geschickte Sendeleistung T- ^am Anschluß 21c des Hybrids ausgekoppelt, ähnlich wie es weiter oben im Zusammenhang mit der Sendeleistung T * beschrieben wurde. Wenn also die Kolben in der Mitte stehen und S_endesignale T^ von einem Sender auf den Anschluß 16 und Sendesignale Tp von einen zweiten Sender auf den Anschluß 18 gegeben werden, dann bleiben diese Signale getrennt oder entkoppelt, wobei die gesamte Leistung des Signals T , ai Anschluß 21d und die gesamte Sendeleistung des Signals T 2 ^am Anschluß 21c ausgekoppelt wird.Before! Signals T ρ can be sent to the connection of the hybrid 19 to a second transmitter. If, as in the first case, the pistons are again in the middle, the entire transmission power T- sent by the device is ^{decoupled at} connection 21c of the hybrid, similar to that described above in connection with the transmission power T * . So if the pistons are in the middle and S _e ndesignale T ^ from a transmitter to the terminal 16 and transmission signals Tp from a second transmitter to the terminal 18, then these signals remain separate or decoupled, with the entire power of the signal T , ai connection 21d and the entire transmission power of the signal T 2 is ^{coupled out at} connection 21c.

Die am Anschluß 21c des Hybrids 21 ausgekoppelte Ausgangsleistung wird über einen Duplexer 35 auf den ersten Anschluß eines Orthogonalkopplers 59 gegeben. Der Ausgang vom Anschluß 21d wird über einen Duplexer 41 und einen 90°-Dreher 37 zum Anschluß 40 des Orthogonalkopplers 39 gegeben. Der Orthogonalkoppler 39 läßt vom Anschluß 38 her nur Vertikal linear polarisierte Signale duch und vom Anschluß 40 her nur horizontal polarisierte Signale. Der 90°-Dreher 37 dreht die Polarisation der normalerweise vertikal polarisierten Signale vom DuplexerThe output power coupled out at the connection 21c of the hybrid 21 is transferred to the first connection via a duplexer 35 an orthogonal coupler 59 given. The exit from the connector 21d is connected via a duplexer 41 and a 90 ° rotator 37 40 of the orthogonal coupler 39 given. The orthogonal coupler 39 allows only vertically linearly polarized signals through from connection 38 and only horizontally from connection 40 polarized signals. The 90 ° rotator 37 rotates the polarization of the normally vertically polarized signals from the duplexer

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so, daß sie von seinem Ausgang als horizontal polarisierte Wellen zum Orthogonalkoppler 39 gelangen. Die Sendesignale vom Anschluß 21d werden daher mittels des Polarisationsdrehers 39 in horizontal polarisierte Signale umgeformt, die dann zum Anschluß 40 des Orthogonalkopplers 39 laufen. Der . Orthogonalkoppler 39 kann in einer Hohlleiteranordnung ausgebildet sein,' wie sie in der USA-Patentschrift 3 569 870 anhand der dortigen Figur 8 beschrieben ist. In diesem Fall. entsprechen die Anschlüsse 70 und 72 der Anordnung gemäß der besagen USA-Paterischrift den Anschlüssen 38 und 4-0 der vorlegenden Figur 3» und jeder Anschluß wird sowohl für Sendeais auch Empfangssignale verwendet. Die durch den Block 37 in Figur 3 hervorgerufene Polarisationsdrehung von 90 läßt sich einfach dadurch erhalten, daß man an den Anschluß 72 in der Anordnung nach Figur 8 der genannten USA-Patentschrift einen verdrehten'. Hohlleiterabschnitt ankoppelt.so that they reach the orthogonal coupler 39 from its output as horizontally polarized waves. The broadcast signals from the terminal 21d are therefore by means of the polarization rotator 39 converted into horizontally polarized signals, the then run to terminal 40 of orthogonal coupler 39. Of the . Orthogonal coupler 39 can be formed in a waveguide arrangement 'as described in U.S. Patent 3,569,870 is described on the basis of FIG. 8 there. In this case. the connections 70 and 72 correspond to the arrangement according to FIG USA patronage state the connections 38 and 4-0 of the referring one Figure 3 and each port is used for both SendAis also used received signals. The one through block 37 In Figure 3 caused polarization rotation of 90 leaves can be obtained simply by connecting to the connection 72 in the arrangement according to FIG. 8 of the aforementioned US patent a twisted '. Coupled waveguide section.

Wenn beim Betrieb des Systems die verstellbaren Kolben 25a und 26a in der Mitte stehen, werden die am Anschluß 18 zugeführten Sendesignale T ρ über den Duplexer 35- zum Anschluß des Orthogonalkopplers 39 gegeben. Die am Ausgang des Orthogonalkopplers 39 erscheinende Ausgangsleistung dss Signals T-erscheint in Form vertikal polarisierter W_ellen. Diese vom Anschluß 41 des Kopplers 39 kommenden Wellen werden auf den Hornstrahler 45 gegeben und von diesem mit vertikaler Polarisation abgestrahlt.- Dies ist in Figur 1 durch den Vektor Tp veranschaulicht. Weiterhin werden, wenn die Kolben in der mittleren Stellung sind, die am Anschluß 16 zugeführten Sendesignale T ^ am Anschluß 21d des Hybrids 21 ausgekoppelt und über den ^0°-Polarisationsdreher auf den Anschiß 40 des Orthogonalkopplers 39 gegeben, und zwar als horizontal polarisierte Wellen. Daher wird die Ausgangsleistung vom Anschluß 41 des Orthogonalkopplers 39) welche die Sendeleistung T ,, darstellt, über den Hornstrahler 45 in horizontal polarisierter Form abgegeben. Dies ist mit dem Vektor T^, in Figur i veranschaulicht. Die beiden Sender können auf derselben Frequenz F₁ arbeiten,When the adjustable pistons 25a and 26a are in the middle during the operation of the system, the transmission signals T ρ fed to the connection 18 are sent via the duplexer 35- to the connection of the orthogonal coupler 39. The appearing at the output of the Orthogonalkopplers 39 output signal T-dss cases appear in the form of vertically polarized W _e. These waves coming from the connection 41 of the coupler 39 are given to the horn antenna 45 and emitted by it with vertical polarization. This is illustrated in FIG. 1 by the vector Tp. Furthermore, when the pistons are in the middle position, the transmission signals T ^ fed to the connection 16 are decoupled at the connection 21d of the hybrid 21 and sent via the ^ 0 ° polarization rotator to the connection 40 of the orthogonal coupler 39, namely as horizontally polarized waves . Therefore, the output power from the connection 41 of the orthogonal coupler 39), which represents the transmission power T1, is emitted via the horn antenna 45 in a horizontally polarized form. This is illustrated with the vector T ^ in FIG. The two transmitters can work on the same frequency F ₁ ,

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z.B. auf 6 GHz. Wegen ihrer orthogonalen Polarisation bleiben die beiden Sendesignale im wesentlichen entkoppelt.e.g. to 6 GHz. Stay because of their orthogonal polarization the two transmission signals are essentially decoupled.

V/ie weiter oben beschrieben, ändert sichtei Bewegung der Kolben. das Leistungsverhältnis an den Ausgangsanschlüssen 21d und 21c. Wenn jedes Signal mit in einem bestimmen Verhältnis zueinander stehenden Leistungen an diesen Ausgängen erseheint und mit diesem Leistungsverhältnis auf die Anschlüsse 38 und 40 des Orthogonalkopplers gegeben wird, dann ergibt sichdie Polarisationsrichtung der linear polarisierten Welle duch Vektoraddition der Leistungen der beiden dem Koppler 39 zugeführten Signale. Beispielsweise zeigt die !Figur 5 einen Jail, wo der Großteil der Leistung der Sendesignale am vertikal polarisierten Anschluß 38 des Orthogonalkopplers 39 liegt (Vektor 55)» während ein kleiner Teil der Leistung der Sendesignale am Anschluß 40 für die horizontale Polarisation (Vektor 57) liegt. Die resultierende Polarisation entspricht dann dem resultierenden Vektor 58 in Figur 5· Auf dese Weise kann durch Änderung der Stellung der Haben 25a und 26a in der verstellbaren Kolbenanordnung 23 die Polarisationsrichtung der linear polarisierten Welle geändert werden. Diese Änderung der Kolbenstellung und somit der Polarisationslage wird so vorgenommen, daß die Polarisation im Sinne einer perfekten Ausrichtung der Nachrichtenverbindung ge- ■ dreht wird. Diese zur Änderung der Polarisationslage führende Kolbenverstellung wird durchgeführt, wenn sich das Ausbreitungsmedium merklich ändert und die Polarisationslagen der Wellen in der aufwärts-gerichteten und abwärtsgerichteten Verbindung bgeinflußt. As described above, it changes when the pistons move. the power ratio at the output terminals 21d and 21c. When every signal with a certain power in relation to one another appears at these outputs and with this Power ratio is given to the connections 38 and 40 of the orthogonal coupler, then the polarization direction results of the linearly polarized wave by vector addition of the powers of the two signals fed to the coupler 39. For example, FIG. 5 shows a jail where the majority of the power of the transmission signals at the vertically polarized connection 38 of the orthogonal coupler 39 (vector 55) »during a small part of the power of the transmission signals at connection 40 for the horizontal polarization (vector 57). The resulting Polarization then corresponds to the resulting vector 58 in FIG. 5. This can be done by changing the position of the bosses 25a and 26a in the adjustable piston assembly 23 the polarization direction of the linearly polarized wave can be changed. This change in the piston position and thus the The polarization position is made in such a way that the polarization is achieved in the sense of a perfect alignment of the communication link is turning. This piston adjustment, which leads to a change in the polarization position, is carried out when the propagation medium changes noticeably and the polarization positions of the waves in the uplink and downlink connection bg.

Wenn die Kolben 25a und 26a gemeinsam bewegt werden, um eine bestimmte Drehung der Polarisation einer der Sendewellen von einem der Sender (beispielsweise T^₂) ^zu erreichen, dann sind die Leistungsverhältnisse der Signalwellen vom anderen Sender _; (Τ_χ^) an den beiden Ausgängen des Hybrids 21 in allen Fällen reziprok. Wenn also eine Polarisationslage beispielsweise etwas aus der vertikalen Richtung gedreht wird, dann wird dieWhen the pistons 25a and 26a are moved together, by a certain rotation of the polarization ^to reach one of the transmission waves from one of the transmitters (for example, T ^ _2), the power ratios are the signal waves from the other _transmitter; (Τ _χ ^) at the two outputs of the hybrid 21 in all cases reciprocal. If, for example, a polarization position is rotated slightly from the vertical direction, then the

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horizontal polarisierte Welle ebenfalls etwas aus der horizontalen Richtung gedreht, und die relative Polarisationslage der beiden Sendesignalwellen zueinander bleibt orthogonal bzw. 90°.horizontally polarized wave also somewhat different from the horizontal one Direction rotated, and the relative polarization position of the two transmission signal waves to each other remains orthogonal or 90 °.

Ein zweiter verstellbarer Leistungsteiler 13 is^ für die Empfänger vorgesehen. Der, Empfänger R •, beispielsweise ist über den Anschluß 16a mit dem Anschluß 61a des Hybrids 61 verbunden, und ein zweitem Empfänger R ~ ist über den Anschluß 18a mit dem Anschluß 6ib des Hybrids 61 verbunden. Der verstellbare Leistungsteile Ί3 enthält ferner die Quadratur-Kurzschlitzhybride 63, 65 und 67 sowie eine verstellbare Doppelkolben-Anordnung 69· Die Hybride 61, 63, 65 und 67 sind miteinander und mit der Kolbenanordnung 69 in der gleichen Weise gekoppelt wie die entsprechenden Hybride und die Reihenanordnung im Leitungsteiler 11. Die Kolbenanordnung 69 ist ebenfalls so aufgebaut, wie es weiter oben im Zusammenhang mit der Kolbenanordnving 23 beschrieben wurde. Wenn die Kolben 69a und 69b in der Anordnung 69 ihre mittlere Stellung einnehmen, dann wird die gesamte Leistung der vom Koppler zum Anschluß 67a des Hybrids 67 gelangenden Signale am' Anschluß 61b des Hybrids 61 ausgekoppelt und gelangt zum Empfänger Η«. Unter" denselben Voraussetzungen wird die gesamte vom . Koppler 39 zum Eingangsanschluii €7b gelangende Leistung am Anschluß 61a des Hybrids 61 ausgekoppelt und gelangt zum Empfänger R^. Der Eingangsanschluß des Hybrids 67a iet -über einen Duplexer 35 *nit dem Anschluß 38 des Orthogonalkopplers verbunden. Der Anschluß 67b des Hybrids 67 ist über den Duplexer 41 und den 90°-Polarisationsdreher 37 mit dem Anschluß 4-^υ de^r Qrthogonalkopplers 39 verbunden.A second adjustable power divider 13 is provided for the receiver. The, receiver R •, for example, is connected to the connection 61a of the hybrid 61 via the connection 16a, and a second receiver R ~ is connected to the connection 6ib of the hybrid 61 via the connection 18a. The adjustable power unit Ί3 also contains the quadrature short slot hybrids 63, 65 and 67 as well as an adjustable double piston arrangement 69 · The hybrids 61, 63, 65 and 67 are coupled to one another and to the piston arrangement 69 in the same way as the corresponding hybrids and the Series arrangement in the line divider 11. The piston arrangement 69 is also constructed as it was described above in connection with the piston arrangement 23. When the pistons 69a and 69b assume their middle position in the arrangement 69, the entire power of the signals coming from the coupler to the connection 67a of the hybrid 67 is decoupled at the connection 61b of the hybrid 61 and reaches the receiver Η ". By "the same conditions, the entire reaching from. Coupler 39 for Eingangsanschluii € 7b power is coupled out of the hybrid 61 at terminal 61a and reaches the receiver R ^. The input terminal of the hybrid 67a iet -about a duplexer 35 * nit the terminal 38 of the Orthogonalkopplers connected . the terminal 67b of the hybrid 67 is the 90 degree polarization rotator 37 are connected via the duplexer 41 and to the terminal de 4- ^υ ^r Qrthogonalkopplers. 39

Wenn beispielsweise die Sender auf 6 GHz und die Empfänger auf etwa H- GHz arbeiten, erfolgt die Trennnng der Sende- und Empfangs signale durch die Duplexer 35 und 41, die so ausgelegt sind, daß sie diese Frequenzen trennen oder kombinieren. DieFor example, if the transmitters operate at 6 GHz and the receivers operate at approximately H GHz, the transmission and reception signals are separated by the duplexers 35 and 41, which are designed to separate or combine these frequencies. the

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kopplung zwischen den Anschlüssen 35a und "35^ des Duplexers erfolgt durch Euter, die am Anschluß 35a nur Signale innerhalb des Sendefrequenzbandes von etwa 6 GHz und am Anschluß 35*> nur Signale mit 4- GHz durchlassen. Am dritten Anschluß 35c des Duplexers 35 werden Jedoch Signale sowohl von 4- als auch von 6 GHz durchgelassen. In ähnlicher Weise ist der Duplexer 4i so ausgelegt, daß über seinen Anschluß 4-la nur Signale von etwa 6 GHz laufen, während über seinen Anschluß 4Ib nur Signale von etwa 4- GHz laufen. Am Anschluß 4-1 c des Duplexers 4-1 hingegen werden Signale be.ider Bänder, d.h. Signale sowohl von 4- als auch von 6 GHz durchgelassen.coupling between the connections 35a and "35 ^ of the duplexer takes place by udders, which at connection 35a only signals within of the transmission frequency band of about 6 GHz and at port 35 *> only allow signals with 4 GHz to pass. At the third terminal 35c of the Duplexers 35, however, will pass signals of both 4 and 6 GHz. Similarly, the duplexer is 4i designed so that only signals from about 6 GHz run, while only signals via its 4Ib connection run from about 4 GHz. On the other hand, at connection 4-1 c of the duplexer 4-1 signals of both bands, i.e. signals of both 4 and 6 GHz, are allowed through.

Die vom Hornstrahler 4-5 aufgefangenen und zum Orthogonallcoppler 39 gegebenen 4- GHz-Empfangssignale mit horizontaler Polarisation v/erden am Anschluß 4-0 des Kopplers 39 ausgekoppelt, im Polarisationsdreher 37 um 90° gedreht und dann über den Duplexer 4-1 auf den Anschluß 67b des Hybrids 67 gegeben. In ähnlicher Weise werden die vom Hornstrahler 4-5 aufgefangenen, vertikal polarisierten Signale über den Anschluß 38 des Orthogonalkopplers 39 auf den Duplexer 35 gegeben. Die Empfangssignale werden infolge ihrer Frequenz zum Anschluß 35t> des Duplexers 35 gelangen und werden von dort zum Anschluß 6?a des Hybrids 67 gekoppelt. Durch Verstellung der Kolben 69a und 69b in der Anordnung 69 kann·die Leistungsaufteilung zwischen den an den Eingängen 67a und 67b liegenden Signale so gewählt werden, daß einer der Empfänger (z.B. R .,) maximale Leistung von einer polarisierten Welle des Empfangsfrequenz-Dandes erhält, während der andere Empfänger (z.B. Κ_χρ) maximale Leistung von der senkrecht dazu polarisierten Empfangswelle erhält. Die Polarisationslagen der Sende-und Empfangswellen können daher unabhängig voneinander gedreht werden, indem die Kolbenanordnungen 29 und 69 e verstellt werden.The 4-5 captured by the horn antenna and given to the orthogonal coupler 39 4 GHz received signals with horizontal polarization v / ground decoupled at the terminal 4-0 of the coupler 39, rotated by 90 ° in the polarization rotator 37 and then via the duplexer 4-1 to the Connection 67b of the hybrid 67 is given. In a similar way, the vertically polarized signals picked up by the horn antenna 4-5 are passed to the duplexer 35 via the connection 38 of the orthogonal coupler 39. As a result of their frequency, the received signals will reach the connection 35t> of the duplexer 35 and are coupled from there to the connection 6α of the hybrid 67. By adjusting the pistons 69a and 69b in the arrangement 69, the power distribution between the signals at the inputs 67a and 67b can be selected so that one of the receivers (eg R.) Receives maximum power from a polarized wave of the receiving frequency dandes , while the other receiver (e.g. Κ _χ ρ) receives maximum power from the received wave polarized perpendicular to it. The polarization positions of the transmission and reception waves can therefore be rotated independently of one another by adjusting the piston arrangements 29 and 69e.

Bei dem oben beschriebenen System wird die Polarisation der beiden Sendewellen leicht gedreht (z.B. um +1,5° für das inIn the system described above, the polarization of the two transmission waves is slightly rotated (e.g. by + 1.5 ° for the in

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Figur 2 veranschaulichte Beispiel)_? um die durch das Ausbreitungsmedium hervorgerufene Polarisationsdrehung in der Aufwärtsverbindung zu korrigieren. Wenn man die Position der Kolben periodisch mit den gefühlten Änderungen im Ausbreitungsmedium verändert, dann können die Einflüsse des Ausbreitungsmediums minimal gehalten werden. In ähnlicher Weise kann die Polarisation der Empfangswellen leicht gedreht werden (z.B. um -2,2° für das besagte Beispiel), um die durch Faraday-Drehung hervorgerufenen Polarisationsänderungen in der Abwärtsverbindung zu korrigieren. Wenn Änderungen im Ausbreitungsmedium auftreten, dann können die Polarisationen der Sende- und Empfangswellen unabhängig voneinander korrigiert werden, indem die Positionen der Doppelkolben in den Anordnungen 27) und 69 geändert werden.Figure 2 illustrated example) _? to correct the polarization rotation in the uplink caused by the propagation medium. If the position of the pistons is changed periodically with the perceived changes in the propagation medium, then the influences of the propagation medium can be kept to a minimum. Similarly, the polarization of the received waves can be rotated slightly (for example by -2.2 ° for the said example) in order to correct the polarization changes in the downlink caused by Faraday rotation. If changes occur in the propagation medium, then the polarizations of the transmitted and received waves can be corrected independently of one another by changing the positions of the double pistons in the arrangements 27) and 69.

Im Falle eines mit linearer Polarisation arbeitenden Systems erfolgt die anfängliche Ausrichtung der beiden senkrecht zueinander polarisierten Wellen durch Ausrichtung der Orientierung der vertikal und horizontal polarisierten Wellen mit der Orientierung'der Satellitenantenne. Dies kann mit Hilfe einer Kombination aus einer Drehkupplung 73 und einem Hohlleiter 75 kreisförmigen Querschnitts geschehen, wie es in Figur 6 dargestellt ist. ^er Ausgang der Drehkupplung ist mit dem Hornstrahler 4-5 gekoppelt. Der Hornstrahler 4-5 und der Kreis-Hohlleiter bleiben fest, und der übrige Teil des Systems wird an der Drehkupplung 73 gedreht, um eine anfängliche lineare Ausrichtung der Wellen zur Angleichung an die vom Satelliten kommenden Wellen zu erlauben. Wenn Änderungen im Ausbreitungsmedium stattfinden,- dann erfolgt die Korrektur für die Sender durch Verstellung der Kolben 25a und 26a und für die Empfänger durch Verstellung der Kolben 69a und 69b.In the case of a system operating with linear polarization, the initial alignment of the two is perpendicular to one another polarized waves by aligning the orientation of the vertically and horizontally polarized waves with the Orientation of the satellite antenna. This can be done with the help of a Combination of a rotary joint 73 and a waveguide 75 circular cross-section, as shown in FIG is. ^ he output of the rotary joint is with the horn antenna 4-5 coupled. The horn antenna 4-5 and the circular waveguide remain fixed and the remainder of the system is rotated on rotary joint 73 to an initial linear orientation allow the waves to align with the waves coming from the satellite. When changes in the medium of propagation take place, - then the correction is made for the transmitter by adjusting the pistons 25a and 26a and for the receiver by Adjustment of the pistons 69a and 69b.

Wenn in dem in I'igur 3 gezeigten System zwischen dem Hornstrahler 4-5 und dem Orthogonalkoppler 39 ein fester Linear-Zirkular-Polarisator ψ\ angeordnet ist, dann wandelt dieserIf in the system shown in Figure 3 between the horn antenna 4-5 and the orthogonal coupler 39 a fixed linear-circular polarizer ψ \ is arranged, then this converts

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Polarisator 71 die vertikal oder horizontal linear polarisierten W_ellen am Orthogonalkoppler 39 in rechts- oder linksdrehend zirkulär polarisierte ,Wellen um. Die beiden Sendesignale und die beiden Empfangssignale sind dadurch entkoppelt, daß im einen Fall die Zirkularpolarisation rechtsdrehend und im anderen lall linksdrehend ist. Wie in Figur 7 gezeigt, kann sich dieser feste Polarisator 71 für den Fall, daß der Ausgang des Kopplers 39 ein Rechteck-Hohlleiter ist, zusammensetzen aus einem Hohlleiterübeigang 7'a von Recht eckquer schnitt auf Kreisquerschnitt und einem Wellenleiterstück 7'ib mit Kreisquerschnitt, in welchem sich Stifte 7 ic in einem Winkel von 45° bezüglich eines vertikal polarisierten Signals befinden. Dieser Polarisator liefert beim Empfang horizontal oder vertikal polarisierter Wellen Ausgangswellen mit rechtsdrehender oder linksdrehender Zirkularpolarisation. Ein solches System kann verwendet werden bei einer Antennenanlage, die mit zwei Frequenzbändern und zwei unterschiedlichen Zirkularpolarisationen zur Mehrfachausnutzung de3 Spektrums arbeitet, wobei die Achsenverhältnisse der Zirkularpolarisationen in den Empfangs- und Sendefrequenzbändern·unabhängig voneinander einstellbar sind. Wenn die Kolben 25a und 26a in der mittleren Stellung sind und die Polarisationsstifte 7'1c in einer um 4-5° geneigten Ebene liegen, dann hat das Achsenverhältnis sowohl für die rechtsdrehende als auch die linksdrehende Zirkularpolarisation den Wert 1. Durch Verschiebung der Kolben 25a und 26a für das Sendeband und eine entsprechende Anordnung der Polarisatorstifte 71c kann das Achsenverhältnis für das ^endeband unverändert bleiben. Durch Drehung der Polarisatorstife 7 ic und Verstellung der Kolben für das Empfangsband läßt sich jede beliebige Polarisationsellipse für das Ernpfangsband erreichen. Da beispielsweise das von einem Satelliten kommende Signal nicht immer i>ein zirkulär polarisiert ist sondern etwas elliptisch polarisiert sein kann, ist eine Anpassung des Empfängers an diese elliptisch polarisierte Welle wünschenswert. Dies geschieht durch Drehung der Polarisatorstifte 7'1c und dnch VerstellungPolarizer 71, the vertical or horizontal linear polarized W _e cases at Orthogonalkoppler 39 in clockwise or counterclockwise circularly polarized waves around. The two transmitted signals and the two received signals are decoupled in that the circular polarization is clockwise in one case and counterclockwise in the other. As shown in Figure 7, this fixed polarizer 71 for the case that the output of the coupler 39 is a rectangular waveguide, composed of a waveguide access 7'a from rectangular cross-section to circular cross-section and a waveguide piece 7'ib with circular cross-section, in which pins 7 ic are at an angle of 45 ° with respect to a vertically polarized signal. When receiving horizontally or vertically polarized waves, this polarizer delivers output waves with clockwise or counterclockwise circular polarization. Such a system can be used in an antenna system that works with two frequency bands and two different circular polarizations for multiple use of the spectrum, with the axial ratios of the circular polarizations in the receiving and transmitting frequency bands being adjustable independently of one another. When the pistons 25a and 26a are in the middle position and the polarization pins 7'1c lie in a plane inclined by 4-5 °, the axial ratio for both the right-hand and left-hand circular polarization is 1. By moving the pistons 25a and 26a for the transmission band and a corresponding arrangement of the polarizer pins 71c, the axial ratio for the end band can remain unchanged. By rotating the polarizer pins 7 ic and adjusting the pistons for the receiving band, any desired polarization ellipse for the receiving band can be achieved. Since, for example, the signal coming from a satellite is not always circularly polarized but can be somewhat elliptically polarized, it is desirable to adapt the receiver to this elliptically polarized wave. This is done by rotating the polarizer pins 7'1c and adjusting them

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der Empfängerkolben 69a und 69b, bis der Empf anger eingang an die Polarisationsellipse der von der Satellitenantenne kommenden Wellen angeglichen ist. -Durch Bewegung der Kolben 25a und 26a für das Sendeband relativ zur eingestellten Position des Polarisators 71c wird das Achsenverhältnis der Polarisation beim Sender so eingestellt, daß die Sendewelle die gewünschte Polarisation hat. Wenn das gewünschte AchBenverhältnis 1 ist, dann laßt sich dieses durch Bewegung übt Kolben 25a und 26a einstellen. Jedoch wird in jedem Fall, wenn die Polarisatorstifte 21c zur Einstellung der Empfängerpolarisation belegt worden sind, eine Nachstellung der Kolben 25a und 26a erforderlich, um dieselbe Polarisation der Sendewelle zu erreichen.the receiver piston 69a and 69b until the receiver input is matched to the polarization ellipse of the waves coming from the satellite antenna. By moving the pistons 25a and 26a for the transmission band relative to the set position of the polarizer 71c, the axis ratio of the polarization at the transmitter is set so that the transmission wave has the desired polarization. If the desired axis ratio is 1, this can be set by exercising movement of pistons 25a and 26a. However, if the polarizer pins 21c have been used to set the receiver polarization, it is necessary to readjust the pistons 25a and 26a in order to achieve the same polarization of the transmission wave.

Pat ent ansprüche:Patent claims:

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Claims

i.! Device for setting the coupling between a ^^ device and a first linearly polarized HF oscillation _T which has a given power and lies in a given frequency band and propagates as a wave through a propagation medium, with an antenna feed coupled to the medium, an orthogonal coupler, a coupling arrangement containing a first power splitter for coupling the device nifc to a first and a second connection of the orthogonal coupler, and an arrangement coupling the antenna spä.-solution to the third connection of the orthogonal coupler, the power splitter the power of the first RF oscillation in a certain first division ratio between the device and the first connection of the orthogonal coupler, while it transmits the power of the first RF oscillation in a reciprocal division ratio. advises between the G _e and the second terminal of Orthogonalkopplers transmits, characterized in that the division ratio of the power divider (11 or · I3) is selectively variable.

2. Device according to claim ι, in which the device has a Source of linearly polarized waves, characterized in that with the power divider (i1) the ratio the power supplied by the source (e.g. T ^) to the in the first connection (38) of the orthogonal coupler (39) drawn power and the ratio of the supplied from the source Power to the in the second connection (4-0) of the orthogonal coupler supplied power can be changed to am.

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toto

third connection of the orthogonal coupler the direction of the To influence the sum of orthogonal vectors of the wave propagating in the propagation medium.

5. Device according to claim ι, with v / elcher the device one Receiving connection, characterized in that with the power divider (13) the ratios between the the power supplied to the device and the power taken from the propagation medium and connected to the first and second connection (38,40) of the orthogonal coupler (59) appearing performances can be changed in such a way that the received connection Performance can be made to the maximum.

4. Device according to Claim i with additional adjustment of the coupling between a second G _e advises and a second RF oscillation at the same frequency band and with another message content, the oscillation RF is polarized in the propagation medium orthogonal to the first, wherein the equipped with the power divider coupling arrangement also couples the second device to the first and second connection of the orthogonal coupler in such a way that the power of the second RF oscillation is transmitted in a second given division ratio between the second device and the first connection of the orthogonal coupler and in a reciprocal division ratio between is transmitted to the second device and the second connection of the orthogonal coupler, characterized in that the line splitter (13 or Tl) maintains the first division ratio at the p.eziprok value of the second division ratio in every state.

"5" device according to claim 4, characterized in that the two devices are two sources (T ,,, T _o ) for a first and a second shaft, and that with the power divider oil)

a) the first part of the ratio and the reciprocal part

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ratio in which the from the first source (T ^) supplied power to the first and second ports (38, 40) · of the orthogonal coupler (39) arrives, and

b) the second division ratio and the reciprocal division ratio, in which the power supplied from the second source (T o) to the first and second ports of the orthogonal coupler arrives,

is changeable to the third connection (4-1) of the orthogonal coupler the directions of the sums of orthogonal vectors of those propagating in the medium of propagation influencing first and second wave.

6. Device according to claim 4-, wherein the two devices Erppfangsanverbindungen for receiving the first and second wave that come from the propagation medium and from which. Components at the first and second connection of the orthogonal coupler appear, characterized in that rat the power divider (13) the first division ratio for the power of the first and second wave can be changed by the amount of the first receiving port (16a) from the first wave to set the maximum power supplied and the power supplied to the second receiving connection (18a) from the second wave Power to be set to the maximum.

7. Device according to claim 5 »characterized in that a first and a second receiving connection (i6a, 18a) are provided for a third and a fourth RF oscillation, wherein these oscillations polarized orthogonally to each other, waves propagating in the medium of propagation in a second Frequency band and with different information content are; and that a second coupling arrangement with a second power splitter (ί3) is provided to the two to couple the first connections (38, 40) of the orthogonal coupler (39) to the two empirical connections; and that the second

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Power divider the power from the first and second port of the orthogonal coupler given in a second The division ratio couples to the first and second receiving port and in a reciprocal division ratio to the second and first receiving port couples.

8. Device according to claim 4-, characterized in that the power splitter (e.g. 11) contains the following:

a) several quadrature hybrids (15, 17 »19, 21), each of which first and other ports on one end and third and fourth ports on the other Has the end and a signal fed to one of the connections in such a way to the two connections on the opposite one The end indicates that the signals appearing there each have half the power and are 90 ° out of phase with one another are;

b) a double piston arrangement (23) consisting of two

• Waveguides, (25, 26) and two separate pistons (25a, 26a), which are displaceable within the waveguide and form adjustable short circuits at the ends of the waveguide;

c) a coupling of the first and a wide connection (17b, 17c) a first of the hybrids (17) with the first ends (23a) of the two waveguides;

d) a coupling of the first and second connection (19b, i9c) a second of the hybrids (i9) with the other ends (23b) the two waveguides;

e) a coupling of the first and second terminals (16, 18) advises one third of hybrid (15) with the first and second G _e (T T .. ,, p), and a coupling of the third and fourth connection (15a, 15b) of this third hybrid with the third connection 07a) of the first hybrid (17) and the third connection O9a) ctes of the second hybrid 09);

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£ ) and a coupling of the first and second connection (21a, 2ib) of a fourth of the hybrids (21) with the fourth connections (17d, 19d) of the first and second hybrids (ι ?, 19).

9. Device according to claim 3, characterized in that each of the "hybrids (e.g. 15, 17, 19, 21 in 11) is a short-slot hybrid is.

OK Device according to Claim 8, characterized in that the pistons (e.g. 25a, 26a in Fig. 11) for common movement are coupled to each other.

ι ι. Device according to claim 7? characterized in that .Each power splitter (11 and 13) contains the following:

a) several quadrature hybrids (15, 17, 19, 21 or 61, 63, 65, 67), each of which has a first and a second port at one end and a third and fourth port having at the other end and a signal fed to one of the connections in such a way to the two connections at the opposite end that the there appearing signals each have half the power and are 90 out of phase with one another;

b) a double piston arrangement (23 or 69), consisting of two waveguides and two separate pistons (25a, 26a or 69a, 69b), which can be displaced within the waveguide are and adjustable short circuits in the end "n of the waveguide form;

c) a coupling of the first and second connection of a first one of the hybrids (17 or 63) to the first ends of the two waveguides;

d) a coupling of the first and second connection of a second of the hybrids ('J9 or 65) to the other ends dex * two waveguides;

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and that the first and second connection (16, 18) of a third of the hybrids (15) in the first power _{splitter (11) is coupled to the first and the second source (Τ χ} ^ ^Τ χ 2 ^; and that the first and two connections ( 61ft, 61b) of a third of the hybrids (61) in the second power splitter (13) is coupled to the first and second receiving connection (16a, 18a) "; and that the third and fourth connections of the third hybrids (15t 61) of both power splitters (11 , 13) are each coupled to the third connection of the first hybrid (17 »63) and the third connection of the second hybrid (19» 65) in the relevant power splitter; and that the first and second connections of the fourth hybrid (21, 67) both power splitters are coupled to the fourth connection of the first hybrid (17 »63) and the fourth connection of the second hybrid (19» 65) in the relevant power splitter.

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