DE2616125C3 - Breitbandiger Hybridmodenwandler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem breitbandigen Hybridmodenwandler als Wellenleiterabschnitt zwischen einem Hohlleiter und einem gerippten Antennenerreger, bestehend aus einer wählbaren Anzahl axial aneinandergereihter, scheibenförmiger Hohlleiterabschnitte geringer Baulänge mit je einer elektrischen Falle.

Der Hybridmode ist ein doppelt modierter Wellentyp, der beispielsweise aus einem H 1 O-Typ bei rechteckigem oder quadratischem Querschnitt oder aus einem H Il-Typ bei rundem Hohlleiterquerschnitt in einem Habridmode vom HE 12* bzw. vom HE 11-Typ erzeugt wird. Der elektrische Vektor dieses Hybridmodes, und zwar gerade vom HE 11-Typ, hat die Eigenschaft, in seiner Feldkonfiguration querkomponentenfrei zu sein. Wellen, z.B. vom H 11-Rund-Typ, weisen einen Feldvirlauf mit gekrümmten, jeweils senkrecht auf die runde Hohlleiterwand zulaufenden Feldlinien auf.

Dieser gekrümmte Felciverlauf bedingt eine Verkopplung der Wellen bei der Verwendung von zwei Polarisationen in einer Antenne. Man erhält, z. B. bei der Verwendung des H 11-Rund-Wellentyps, in zwei senkrecht aufeinanderstellenden Polarisationen, eine maximale Kreuzpolarisationsverkopplung von etwa 2OdB, während man bei der Verwendung des Hybridmodes als Wellentyp speziell vom HE 11-Typ eine Entkopplung bis zu 40 dB erreichen kann.

Diese Wellentypumwandlung in den Hybridmode erreicht man z. B. durch gerippte Wellenleiter.

Ein solcher Hybridmodenwandler ist bereits aus eier DE-AS 21 52 817 bekannt Er ist dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der gerippten Schlitze mit ihrer Tiefe sich derart ändert, daß der durch die Schlitze bewirkte Scbeinlejtwert über den gesamten breitbandigen Betriebsfrequenzbereich einen kapazitiven Blindleitwert ergibt Mit dieser Anordnung ist wohl eine Hybridmodenwandlung möglich, aber die elektrische Anpassung ist beidseitig der Mittenfrequenz nicht maximal und

ίο bringt deswegen Verluste mit sich. Dies beruht darauf, daß der Hybridmodenwandler in sich trichterförmig ist wobei an dessen hochfrequentem Eingang ein Knick besteht der eine schlechte Anpassung zur Folge hat

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen

Hybridmodenwandler zu schaffen, der ein sehr breites Frequenzband in den EH 11-Wellentyp umwandelt und die maximal erreichbare Anpassung, das heißt geringste Verluste in der Übertragung, gewährleistet und ein sehr breites Übertragungsfrequenzband zuläßt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die Querschnittsabmessung der Hohlleiterabschnitte sich stetig ändert längs des Wellenleiterabschnittes und die Breite der Hohlleiterabschnitte, die Fallentiefe und die Fallenbreite sich schrittweise von einem Hohlleiterabschnitt zum nächsten ändern, wobei die Frequenz eines jeden Hohlleiterabschnhts durch die Abmessungen des Querschnitts, der Breite, der Fallentiefe und der Fallenbreite festgelegt ist Hierbei kann der Querschnitt des Wellenleiterabschnittes quadra tisch, rund oder unrund sein. Es ist zweckmäßig, die durch die fortlaufende Änderung der Querschnitssabmessungen bewirkte konische Erweiterung der öffnungen der den Hybridmodenwandler bildenden Hohlleiterabschnitte derart zu wählen, daß der öffnungswin- kel ein Maß α < 3° aufweist.

Eine derartige Ausbildung des Hybridmodenwandlers hat durch ihren stetigen Übergang ein Minimum an Anpassungsfehlern und hat eine maximal erreichbare Bandbreite, weil die Ausbildung des Hybridmoden wandlers in sehr weiten Grenzen ausdehnbar ist. Damit sind auch die Verluste auf ein Minimum beschränkt

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll der Erfindungsgedanke noch näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist

in der Fi g. 1 ein Hybridmodenwandler in geschnitte* ner Darstellungsweise wiedergegeben und

in der F i g. 2 der Ausschnitt eines scheibenförmigen Hohlleiterabschnitts des Hybridmodenwandlers dargestellt

Vi In einem Übergangshohlleiter Owird der Querschnitt der Zuleitung, meist ein quadratischer oder rechteckiger Hohlleiter, auf den Querschnitt des Hybridmodenwandlers W, der in dem Ausführungsbeispiel eine runde Querscnnittsform hat, aber durchaus eine rechteckige oder unrunde Querschnittsform haben kann, angepaßt Dieser als Wellenleiterabschnitt W ausgebildete Hybridmodenwandler besteht aus einem gerippten Hohlleiter, der seine Querschnittsabmessung in Achsrichtung stetig ändert und mit seinem großen Querschnitt in einen gerippten, trichterförmigen Erreger ZTübergeht

Dieser Wellenleiterabschnitt W besteht aus axial aneinandergereihten scheibenförmigen Hohlleiterabschnitten R, die miteinander verlötet sind. Diese Hohlleiterabschnitte sind mit Ausdrehungen versehen, so daß durch ihr Aneinanderreihen elektrische Fallen entstehen, die den Hybridmode EH anregen. Hierbei sind die Abmessungen der Fallentiefe t, der Fallenbreite b, der Breite T der Hohlleiterabschnitte R und die

Hohlleiterquerschnittsabmessung bzw. der Durchmesser beim runden Hohlleiter d von entscheidender Bedeutung. Diese Abmessungen sind frequenzbestimmend, und man kann jeden Hohlleiterabschnitt mit seinen Abmessungen einer bestimmten Frequenz zuordnen. So sind der Eingang (kleiner Querschnitt), kleine Fallenbreite b und große Fallentiefe t, der hohen Frequenz des Betriebsfrequenzbandes und der Ausgang mit seiner groCen Fallenbreite b und der kleinen Fallentiefe t der niederen Frequenz des Betriebsfrequenzbandes zugeordnet Der Frequenzabstand von Hohlleiterabschnitt zu Hohlleiterabschnitt beträgt etwa 3%. Die Änderung der Querschnittsabmessung d des Hybridmodenwandlers W wird beschrieben durch die Änderung des Öffnungswinkels ac, der die Steigung von Hohlleiterabschnitt zu Hohlleiterabschnitt, gemessen

gegen die Mittelachse, wiedergibt. Der öffnungswinkel « hat die Größe von <* ^3", Je kleiner dieser öffnungswinkel α ist, desto besser wird die Anpassung bzw. desto kleiner wird der Leistungsverlust des Hybridmodenwandlers sein. Man kann also auf diese Weise die Betriebsbandbreite durch Aneinanderreihen solcher Hohlleiterabschnitte R vergrößern. Die Grenze liegt bei etwa 5%,

Aus dem Ausschnitt des Hybridmodenwandlers Win F i g. 2 sind die Abmessungen eines scheibenförmigen Hohlleiterabschnitts R ersichtlich. Hieraus kann man die Bezeichnungen für die Fallentiefe t, die Fallenbreite b, die Breite Γ des Hohlleiterabschnitts und den Durchmesser d des in diesem Ausführungsbeispiel runden Hohlleiterabschnitts erkennen. Ebenfalls ist der öffnungswinkel λ angegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   U Breitrandiger Hybridmodenwandler als Wellenleiterabschnitt: zwischen einem Hohlleiter und einem gerippten Antennenerreger, bestehend aus einer wählbaren Anzahl axial aneinandergereihter scheibenförmiger Hohlleiterabschnitte geringer Baulänge mit je einer elektrischen Falle, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsabmessung (d) der Hohlleiterabschnitte (R) sich stetig ändert längs des Wellenleiterabschnittes f VVJ und die Breite f7^der Hohlleiterabschnitte (R), die Fallentiefe (t) und die Fallenbreite (b) sich schrittweise von einem Hohlleiterabschnitt zum nächsten ändern, wobei die Frequenz eines jeden Hohlleiterabschnitts (R) durch die Abmessungen des Querschnitts (d) der Breite (T), der Fallentiefe (t) und der Fallenbreite (b) fer. gelegt ist
2. 2. Breitbandiger Hybridmodenwandler nach Anspruch 1, daddrch gekennzeichnet, daß der Wellenleiterabschnitt ("^kreisrunden Querschnitt hat
3. 3. Breitbandiger Hybridmodenwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Wellenleiterabschnitt (W) rechteckigen Querschnitt hat
4. 4. Breitbandiger Hybridmodenwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiterabschnitt f W^unrunden Querschnitt hat
5. 5. Breitbandiger Hybridmodenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die durch die fortlaufende Änderung der Querschnittsabmessungen bewirkte konische Erweiterung der öffnungen der den Hybridmodenwandler bildenden Hohlleiterabschnitte f/y derart gewählt ist daß der öffnungswinkel («) ein Maß α 33" aufweist