DE2703878A1 - Polarisationsweiche - Google Patents
PolarisationsweicheInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ^ Unser Zeichen Berlin und München VPA 77 P 6 5 1 8 BRO
Die Erfindung bezieht sich auf eine Polarisationsweiche für Einrichtungen der Höchstfrequenztechnik, insbesondere für Antennenspeisesysteme, z.B. im Rieht- und Satellitenfunk mit Hohlleiterabschnitten rechteckigen und/oder runden Querschnitts, mit einer
symmetrisch aufgebauten fUnfarmigen Verzweigung (Doppelverzweigung), die einen in der Längsachse der Anordnung liegenden ersten
Arm zum Anschluß eines weiterführenden Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete
Teilarme enthält, die um jeweils 90° gegeneinander gedreht angeordnet sind und unter Jeweils gleichem Winkel gegenüber der Längsachse der Anordnung, In entgegengesetzter Richtung zum ersten
Arm verlaufen und von denen jeweils zwei gegenüberliegende Teilarme über untereinander gleiche Weichenarmabschnitte mit den
Teilarmen jeweils einer von zwei gleichartig ausgebildeten, symmetrischen Einfachverzweigungen verbunden sind.
Ein wesentliches Anwendungsgebiet derartiger, beispielsweise aus
der DT-OS 25 21 956 bekannter Polarisationsweichen ist der Satellitenfunk, bei dem die verfügbaren Sende- und Empfangsfrequenzbänder mit Doppelpolarisation belegt sind und so bei gleicher
Bandbreite zweifach genutzt werden können. Für ein Antennenspeisesystem wird dann eine Polarisationsweiche gefordert, deren
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beide Durchgangswege im Sende- und im Empfangsband reflexionsarm und in Phasengleichlauf sein sollen. Durch die DT-OS 25 21
wird nun die hier auftretende Aufgabe gelöst, für beide Durchgangswege
einer Polarisationsweiche bei allen Frequenzen zweier relativ weit voneinander entfernter Nutzfrequenzbereiche stets
eine übereinstimmende elektrische Länge zu gewährleisten. Bei dem dort vorgeschlagenen Weichenkonzept ist jedoch wegen der
restlichen Unsymmetrie im Aufbau der beiden voneinander verschiedenen Durchgangswege noch eine besondere Phasenkompensation erforderlich,
mit der die unterschiedlichen Phasengänge der verwendeten Hohlleiterkrümmer einerseits und der geraden Hohlleiter
andererseits ausgeglichen werden müssen.
Aus der DT-OS 24 43 166 ist ferner eine Systemweiche zur Trennung
zweier aus doppelt polarisierten Frequenzbändern bestehender Signale bekannt, bei der jedoch kein phasensymmetrischer Aufbau
vorliegt und daher keine Kombination mittels 3-dB-Richtungskopplern zu einem Antennenspeisesystem für zirkuläre Doppelpolarisation
möglich ist. Ein weiterer Nachteil dieser Systemweiche besteht auch hier darin, daß die unterschiedlichen elektrischen
Längen ihrer beiden Ausgänge mit einer speziellen Phasenausgleichschaltung korrigiert werden müssen. Durch die Längsbalkenauskopplung
ergibt sich für eine solche Weiche außerdem eine relativ geringe Leistungsbelastbarkeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für eine Polarisationsweiche anzugeben, durch die gewährleistet 1st,
daß beide Durchgangswege der Polarisationsweiche bei allen Frequenzen
zweier relativ weit voneinander entfernter Nutzfrequenzbereiche stets exakt in Phasengleichlauf stehen und die in beiden
Frequenzbereichen auch eine gute Breitbandanpassung ermöglicht.
Ausgehend von einer Polarisationsweiche für Einrichtungen der
Höchstfrequenztechnik, insbesondere für Antennenspeisesysteme, z.B. im Rieht- und Satellitenfunk mit Hohlleiterabschnitten
rechteckigen und/oder runden Querschnitts, mit einer symmetrisch
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aufgebauten fünfarmigen Verzweigung (Doppelverzweigung), die
einen in der Längsachse der Anordnung liegenden ersten Arm zum Anschluß eines weiterführenden Hohlleiters runden oder quadratischen
Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete Teilarme enthält, die um jeweils 90° gegeneinander gedreht angeordnet
sind und unter jeweils gleichem Winkel gegenüber der Längsachse der Anordnung, in entgegengesetzter Richtung zum ersten
Arm verlaufen und von denen jeweils zwei gegenüberliegende Teilarme über untereinander gleiche Weichenarmabschnitte mit den
Teilarmen jeweils einer von zwei gleichartig ausgebildeten, symmetrischen Einfachverzweigungen verbunden sind, wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß alle zwischen den Teilarmen der Doppelverzweigung und der Einfachverzweigung liegenden
Weichenarmabschnitte mit untereinander gleichen Koppeleinrichtungen versehen und untereinander gleich aufgebaut und
dimensioniert sind, so daß sich ein vollständig symmetrischer Aufbau und Phasengleichlauf für beide Durchgangswege der Anordnung
ergeben.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine exakte Phasensymmetrie
für alle Frequenzen von zwei relativ weit voneinander entfernten Frequenzbereichen nur durch einen völlig symmetrischen
Weichenaufbau erzielt werden kann. Der Vorteil solcher aufbausymmetrischer Polarisationsweichen entsprechend der Erfindung
liegt darin, daß der Grad ihrer Phasensymmetrie nur noch von der Genauigkeit der Herstellung abhängig ist und durch entsprechend
geringe Herstellungstoleranzen beliebig genau beherrscht werden kann.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich dadurch, daß die Teilarme der Doppelverzweigung als Hohlleiter
rechteckigen Querschnitts mit einem Seltenverhältnis b:a von wenigstens annähernd 1:2 bis 1:3 ausgebildet sind, daß die
Einfachverzweigungen als Serienverzweigungen mit Hohlleiter-Teilarmen rechteckigen Querschnitts ausgebildet sind, und daß
die zwischen den Teilarmen der Doppelverzweigung und der Einfachverzweigung liegenden Weichenarmabschnitte durch jeweils
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zwei parallel unmittelbar nebeneinander angeordnete und über eine Koppeleinrichtung miteinander gekoppelte Hohlleiterabschnitte
gebildet sind, und daß die Koppeleinrichtung derart rotations symmetrisch ausgebildet ist, daß bei einer gegenseitigen Verdrehung
der Hohlleiterabschnitte um die Achse der Koppeleinrichtung die elektrische Länge der Durchgangswege der Anordnung erhalten
bleibt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ergibt
sich dadurch, daß die Teilarme der Doppelverzweigung als Hohlleiter rechteckigen Querschnitts mit einem Seitenverhältnis b:a von
wenigstens annähernd 1:2 bis 1:3 ausgebildet sind, daß die Einfachverzweigungen als koaxiale Parallelverzweigungen mit koaxialen
Teilarmen ausgebildet sind, und daß die zwischen den Teilarmen der Doppe!verzweigung und den koaxialen Teilarmen der Einfachverzweigung
liegenden Weichenarmabschnitte jeweils einen an einen Teilarm der Doppe!verzweigung anschließenden Rechteckhohlleiter
und eine parallel zu diesem Rechteckhohlleiter benachbart verlaufende Koaxialleitung enthalten, daß Jeder koaxiale Seitenarm
einerseits über ein Winkelstück mit einem der koaxialen Teilarme der Einfachverzweigung verbunden und andererseits über eine Koppeleinrichtung
mit dem Rechteckhohlleiter gekoppelt ist, und daß für jeden der beiden Durchgangswege der Anordnung der eine koaxiale
Seitenarm einer in Bezug auf die Längsachse der Anordnung außenliegenden Seite des einen Rechteckhohlleiters benachbart ist
und der andere koaxiale Seitenarm einer in Bezug auf die Längsachse der Anordnung innenliegenden Seite des anderen Rechteckhohlleiters
benachbart ist. Bei einer solchen Ausführungsform ergibt
sich eine minimale Baulänge der Weiche.
Vorteilhaft ist, daß der symmetrische Aufbau der Weiche auch dann
erhalten bleibt, wenn die Einfachverzweigungen im Rahmen der topologischen Möglichkeiten um eine als mechanische Drehkupplung
ausgebildete und hinsichtlich ihrer Drehachse senkrecht zur Längsachse der Anordnung ausgerichtete Koppeleinrichtung geschwenkt werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes zu einem Antennenspeisesystem ergibt sich, dadurch daß die Teilarme der
Doppelverzweigung parallel nebeneinander verlaufen und als Hohlleiter kreissektorförmigen Querschnitts ausgebildet sind, daß
benachbarte Teilarme der Doppelverzweigung jeweils eine gemeinsame Trennwand und sich zu einem Kreisquerschnitt ergänzende
Außenwände aufweisen, daß die Einfachverzweigungen als Serienverzweigungen mit Hohlleiter-Teilarmen rechteckigen Querschnitts
ausgebildet sind, und daß die zwischen den Teilarmen der Doppelverzweigung und der Einfachverzweigung liegenden Weichenarmabschnitte
als Rechteck-Hohlleiterabschnitte ausgebildet sind, welche für einen Durchgangsweg der Anordnung mit einer ihrer Breitseiten
jeweils diametral gegenüberliegenden Punkten der Außenwände jeweils zweier gegenüberliegender Teilarme der Doppelverzweigung
benachbart angeordnet und über Koppeleinrichtungen an diesen Punkten mit den gegenüberliegenden Teilarmen gekoppelt sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Polarisationsweiche gemäß der Erfindung
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Polarisationsweiche geringer Baulänge mit Koaxialverzweigungen
Fig. 3 eine Polarisationsweiche gemäß der Erfindung mit sektorähnlichen
Teilhohlleiterquerschnitten
Fig. h eine Polarisationsweiche gemäß der Erfindung mit breitbandigen
Koppeleinrichtungen
Fig. 5 ein Prinzipschaltbild einer zu einer phasensymmetrischen Systemweiche ergänzten Polarisationsweiche
Fig. 6 eine Frequenzweiche einfacher Bauart
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Fig. 7 ein Prinzipschaltbild für die Anwendung der Polarisationsweiche
in einem Antennenspeisesystem für zirkuläre Doppelpolarisation
Fig. 8 eine Darstellung der Koppeldämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz zur optimalen Dimensionierung eines
3-dB-Richtungskopplers.
Zur Veranschaulichung des Aufbaus des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 soll zuerst die im linken Teil der Figur dargestellte
symmetrisch aufgebaute fünfarmige Verzweigung, im folgenden Doppelverzweigung
DV genannt, betrachtet werden. Eine solche Doppel- ' verzweigung ist als Bestandteil der Polarisationsweiche gemäß der
DT-OS 25 21 956 bereits bekannt und besteht aus einem In der Längsachse der Anordnung liegenden ersten Arm 1, der beim Ausführungsbeispiel
zylindrisch ausgeführt ist und zum Anschluß eines weiterführenden Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts
vorgesehen ist, sowie aus vier gleichartig ausgebildeten Teilarmen 2 bis 5, die um jeweils 90° gegeneinander gedreht angeordnet
sind und unter jeweils gleichem Winkel gegenüber der Längsachse der Anordnung in entgegengesetzter Richtung zum ersten Arm 1 verlaufen.
Im Ausführungsbeispiel weisen diese Teilarme der Doppelverzweigung rechteckigen Querschnitt auf, und es sind die jeweils
gegenüberliegenden Rechteckhohlleiterpaare 2 und 4, sowie 3 und 5 völlig symmetrisch. In der Darstellung nach Fig. 1 sind die Teilarme
4 und 5 durch die Teilarme 2 und 3 verdeckt und daher aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eigens dargestellt. Man kann
sich diese Doppelverzweigung DV auch dadurch hergestellt denken,
daß in einem Quader unter einheitlichem Winkel gegen seine Mittelachse vier gleiche rechteckige Durchbrüche eingebracht werden,
die gegeneinander in Bezug auf die Symmetrieachse der Anordnung (identisch mit der Achse des Ausgangshohlleiters) um jeweils 90°
gedreht sind.
Die beiden, einander jeweils gegenüber liegenden Teilarme 2 und 4,
bzw. 3 und 5 der Doppe!verzweigung sind paarweise über nachstehend
noch näher erläuterte Weichenarmabschnitte mit den Teil-
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armen 6 und 7 bzw. 8 und 9 jeweils einer, ebenfalls aus der
DT-OS 25 21 956 im Zusammenhang mit einer Polarisationsweiche bekannten, untereinander gleichartig ausgebildeten Einfachverzweigung
EV verbunden. Eine solche Einfachverzweigung besteht
im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus zwei ursprünglich an ihren Breitseiten aufeinanderliegenden Rechteckhohlleitern, die
an der Stelle, an der das Trennblech beginnt, symmetrisch auseinander geknickt sind. Hierdurch entsteht an der Knickstelle
eine kleine induktive Reaktanz, die beispielsweise für einen Winkel
von jeweils 35° einen Reflexionsfaktor von ca. 3% ergibt, der
durch eine entsprechend kleine Kapazität der Knickstelle jedoch breitbandig kompensierbar ist. Es handelt sich hierbei also um
jeweils eine einfache Serienverzweigung, wobei im Ausführungsbeispiel die Teilarme 8 und 9 der mit den Teilarmen 3 und 5 der
Doppelverzweigung in Verbindung stehenden Serienverzweigung symmetrisoh zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet sind.
Zur Erzielung eines exakten Phasengleichlaufes für beide Durchgangswege
der Polarisationsweiche sind alle zwischen den Teilarmen 2, 4 bzw. 3, 5 der Doppelverzweigung und den Teilarmen 6,
bzw. 8, 9 der Einfachverzweigung liegenden Weichenarmabschnitte und die innerhalb dieser Weichenarmabschnitte vorgesehenen Koppeleinrichtungen
untereinander gleich aufgebaut, so daß sich insgesamt ein vollständig symmetrischer Aufbau ergibt, der hinsichtlich
der speisenden Rechteckhohlleiterzugänge frei von Durchdringungen ist. Dies wird beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 dadurch
erzielt, daß die zwischen den Teilarmen der Doppelverzweigung und der Einfachverzweigung liegenden Weichenarmabschnitte
durch jeweils zwei parallel unmittelbar nebeneinander angeordnete und über eine Koppeleinrichtung K miteinander gekoppelte Hohlleiterabschnitte
10, 11 gebildet sind. Wesentlich ist dabei, daß diese Hohlleiterabschnitte für alle Teilarme bzw. für beide Durchgangswege
der Polarisationsweiche jeweils gleich dimensioniert sind. Beim Ausführungsbeispiel sind diese Hohlleiterabschnitte
als mit ihrer Breitseite aufeinander liegende Rechteckhohlleiter 10 und 11 ausgebildet, wobei der Rechteckhohlleiter 10 sich unmittelbar
an den Teilarm 2 der Doppelverzweigung DV anschließt
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und parallel zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet ist. Zur Vermeidung von Durchdringungen und zur Erzielung einer exakten
mechanischen Symmetrie ist der auf der äußeren Breitseite des Rechteckhohlleiters 10 direkt anliegende Rechteckhohlleiter 11
über eine rotationssymmetrisch ausgebildete mechanische Drehkupplung
mit dem Rechteckhohlleiter 10 elektrisch gekoppelt und an einer Schmalseite mit dem Teilarm 6 der einen Einfachverzweigung
unmittelbar verbunden. Die rotationssymmetrische Koppeleinrichtung kann hierbei beispielsweise in der Form eines durchgehenden
Stiftes, eines Koppelloches oder ähnlich als mechanische Drehkupplung aufgebaut sein. Wegen der Rotationssymmetrie
bleiben die elektrischen Eigenschaften dieser Anordnung unverändert, wenn einer der beiden Hohlleiterabschnitte 10 oder 11
um die Koppeleinrichtung als senkrecht zur Anordnung ausgerichtete Drehachse gedreht wird.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung, bei der die beiden gegenüberliegenden Koppeleinrichtungen des einen der beiden
Durchgangswege der Anordnung so verdreht sind, daß die Mittelachse
der Teilarme 6 und 7 der zugehörigen Einfachverzweigung senkrecht zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet ist, während
beim anderen Durchgangsweg ein gestreckter Aufbau in Richtung der Achse der Anordnung vorliegt, haben also beide Durchgangswege
übereinstimmende elektrische Eigenschaften. Es ist somit die gesamte Weiche nach Fig. 1 im Aufbau völlig symmetrisch. Diese
Symmetrie bleibt auch dann erhalten, wenn die eine oder die andere Serienverzweigung um die zugehörigen Koppeleinrichtungen
als Achse im Rahmen der topologischen Möglichkeiten geschwenkt werden.
Als weitere Funktion ist den Hohlleiterabschnitten 10, 11 die Wellenwiderstandstransformation zugedacht. Der zur Doppelverzweigung
führende Hohlleiterabschnitt 10 ist an das dort vorhandene Seitenverhältnis b:a=1:2 bis ca. 1:3 angepaßt. Der andere Hohlleiterabschnitt
11 der abwinkelbaren Hohlleiterverbindung hat die gleiche Breitseite a1 wie der Weichenzugang über die Serienverzweigungen,
aber nur die halbe Höhe b'/2 der dort auftreten-
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den gesamten Höhe b1. Dadurch ergibt sich eine breitbandig, reflexionsarme
Serienverzweigung. Die Breitseite a1 dieser Serienverzweigungen
muß jedoch nicht gleich der Breitseite a der
Teilarme 2 bis 5 der Doppelverzweigung sein. Der Wellenwiderstandsübergang
vom Teilarm-Querschnitt der Doppelverzweigung auf den halbhohen Serienverzweigungs-Querschnitt erfolgt durch die
jeweils optimale Ankopplung an diese beiden Hohlleiter durch Sonden, Koppellöcher bzw. weitere Maßnahmen, wie sie beispielsweise
aus dem Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 2. Auflage, Seite 420 von Meinke, Gundlach bekannt sind. Diese Kopplungen funktionieren
noch breitbandiger bei entsprechend niedrigeren Hohlleitern, wie sie im vorliegenden Fall gegeben sind.
Besonders vorteilhaft ist es, daß bei der erfindungsgemäßen Weichenanordnung
eine beispielsweise bei einer Weiche gemäß der DT-OS 25 21 956 erforderliche Anpassung der Hohlleiterkrümmer,
eine Phasenkompensation und eine Anpassung der Wellenwiderstandstransformatoren entfällt, so daß nur noch die breitbandige Anpassung
der abwinkelbaren Hohlleiterverbindungen zu berücksichtigen ist. Hierfür können jedoch ohne weitere Schwierigkeiten, die
aus der oben angegebenen Literaturstelle (Meinke) bekannten Angaben beispielsweise zur optimalen Dimensionierung von Hohlleiter-Koaxialleitungsübergängen
verwendet werden, sowie die sich daraus ergebende optimale Bemessung der kurzen Koaxialleitung
zwischen den abwinkelbaren Hohlleitern nach Länge und Wellenwiderstand oder auch zur optimalen Dimensionierung von Drehkupplungen
für hohe Durchgangsleistung in wenigstens einem der beiden Betriebsfrequenzbereiche.
Alle weiteren Komponenten der Weiche, nämlich die Doppelverzweigung und die Serienverzweigungen sind
grundsätzlich breitbandig angepaßt. Dies ergibt auch eine Messung des Reflexionsfaktors, der in den beiden Frequenzbereichen
von 3,7 bis 4,2GHz und 5,9 bis 6,4GHz unter 1O# und somit ausreichend
gering ist.
Fig. 2 zeigt eine andere, ebenfalls vollständig symmetrische Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Polarisationsweiche bei der die gleiche Doppelverzweigung DV wie bei der Weiche nach Fig. 1
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verwendet ist. Die vier als Rechteckhohlleiter ausgebildeten Teilarme
2 bis 5 der Doppelverzweigung sind jedoch paarweise in Koaxialtechnik wie folgt phasenrichtig zu jeweils einer ebenfalls
in Koaxialtechnik ausgebildeten Einfachverzweigung EV zusammengeführt.
Da es sich bei dieser Einfachverzweigung um eine Parallelverzweigung, und nicht um eine Serienverzweigung wie in Fig.
handelt, ist eine nachstehend erläuterte frequenzunabhängige 180°-Phasexirehung der beiden Hohlleiterwellen gegeneinander erforderlich.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Teilarme 2 bis 5 der Doppelverzweigung wie beim Ausführungsbeispiel nach der Fig.
durch einen parallel zur Achse der Anordnung ausgerichteten Rechteckhohlleiterabschnitt
10 fortgesetzt. Die Einfachverzweigungen EV sind als koaxiale Parallelverzweigungen mit koaxialen, bezüglich
ihrer Mittelachse auf einer Linie liegenden und senkrecht zur Achse der Anordnung ausgerichteten koaxialen Teilarmen 12, 13
bzw. 16, 17 ausgebildet. Beide koaxialen Teilarme sind jeweils über einen Koaxialkrümmer mit jeweils einem rechtwinklig zu diesen
Teilarmen verlaufenden koaxialen Seitenarm 14, 15 verbunden. Der eine Rechteckhohlleiterabschnitt 10 eines gegenüberliegenden
Paares ist mit einer kapazitiven Sonde K1 von seiner bezüglich der Längsachse der Anordnung außen liegenden Breitseite her in
den koaxialen Seitenarm 14 übergeführt, während der gegenüberliegende Rechteckhohlleiterabschnitt 10f mit der gleichen Sondenkopplung
von seiner hinsichtlich der Längsachse der Anordnung innen liegenden Breitseite aus in den zweiten koaxialen Seitenarm
übergeführt ist. Mit dieser Art der Ankopplung durch die eine bzw. die andere Hohlleiterbreitseite wird eine frequenzunabhängige
180°-Phasendrehung der beiden Hohlleiterwellen gegeneinander erreicht. Damit können die aus den beiden Hohlleitern heraustretenden
Koaxialleitungen durch eine einfache koaxiale, breitbandig reflexionsarme Parallelverzweigung gleichphasig gespeist werden.
Die Koppeleinrichtung K1 ist beim Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch
und kann in vorteilhafter Weise als Drehkupplung ausgebildet sein, wodurch die koaxialen Seitenarme 14, 15 und damit
jeweils eine Koaxialgabel um eine senkrecht zur Längsachse der
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Anordnung ausgerichtete Drehachse schwenkbar sind, ohne daß sich dabei für die beiden Durchgangswege der Polarisationsweiche Veränderungen
der elektrischen Eigenschaften und insbesondere der elektrischen Längen ergeben. Die ganze Weiche nach Fig. 2 ist
somit im Aufbau vollständig symmetrisch.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Länge der koaxialen Seitenarme 14, 15 derart bemessen, daß sich bei einer Ausrichtung
der einen Koaxialgabel in Richtung der Längsachse der Anordnung zwischen der abschließenden Außenwandung des Rechteckhohlleiters
10 bzw. 10' und der Außenwandung des koaxialen Teilarmes 12 der Einfachverzweigung ausreichend Platz für die Aufnahme
eines rechtwinklig zum koaxialen Teilarm 12 ausgerichteten koaxialen Teilarmes der zum anderen Durchgangsweg der Weiche gehörenden
Einfachverzweigung ergibt. Bei eine· solchen Anordnung
ist dann die zum anderen Durchgangsweg gehörende Koaxialgabel bei der erforderlichen gleichen Länge der Seitenarme wie aus der
Fig. 2 ersichtlich, schräg zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet.
Eine transformatorlos breitbandig angepaßte, koaxiale Parallelverzweigung
erhält man, wenn die Wellenwiderstände Z der beiden Seitenarme 12, 14 bzw. 13 und 15 doppelt so groß gemacht werden,
wie der Wellenwiderstand Z des koaxialen Eingangsanschlusses der Einfachverzweigung EV. Hat der koaxiale Eingang der Einfachverzweigung
ein Durchmesserverhältnis von d/D=7/i6 entsprechend
Ζ=50Ω, so ist dann der Wellenwiderstand Z der Seitenarme mit
100Ω zu wählen, was einem Durchmesserverhältnis der Seitenarme von d /D=3/16 entspricht. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
sind die Seitenarme 14, 15 über jeweils zwei geometrisch identische
ΙΟΟΩ-Koaxialkrümmer, sowie über gleich lange ΙΟΟΩ-Koaxialleitungen
in das Hohlleiterpaar 10, 10· übergeführt. Damit sind entsprechend dem vorstehend zitierten Taschenbuch der Hochfrequenztechnik,
Seite 421 diese Übergänge auf die ΙΟΟΩ-Koaxialleitungen
breitbandiger, als etwa mit einer 5OΩ-Leitung, sofern
der Hohlleiter - wie es beim Ausführungsbeispiel gegeben ist -
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etwa Normalprofil hat. Da es für die Gestaltung von Koaxialleitungshohlleiterübergängen
maximaler Bandbreite einen optimalen Koaxialleitungswellenwiderstand gibt, der zwischen 50 und 100Ω
liegt, ist es vorteilhaft, beispielsweise die ΙΟΟΩ-Koaxialleitungen
12, 13» 14 und 15 mit ein- oder mehrstufigen Koaxialleitungstransformatoren
in den optimalen Koaxialleitungswellenwiderstand überzuführen.
Die Symmetrie jeder Koaxialgabel in sich ist zusammen mit der Symmetrie des zugehörigen Hohlleiterpaares der Doppelverzweigung
maßgebend für die Reinheit der Nutzwellen im gemeinsamen Rundhohlleiterarm 1 der Weiche, so daß sich für das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 eine sehr gute Reinheit der Nutzwellen ergibt, da die beiden in sich symmetrischen Koaxialgabeln der Weiche miteinander
identisch sind. Vorteilhaft ist besonders, daß der praktisch erreichbare Identitätsgrad, der zusammen mit dem praktisch
erreichten Symmetriegrad beider Hohlleiterpaare der Doppelverzweigung den Grad des Phasengleichlaufes für beide Weichendurchgangswege
bestimmt, nur noch von den Herstellungstoleranzen abhängig ist.
Das ungestörte ubereinandergreifen der beiden Koaxialgabeln wird
entsprechend Fig .2 dadurch ermöglicht, daß die eine Gabel so weit zur Seite geschwenkt wird, bis der Außenleiter ihres koaxialen
Teilarmes am Endquerschnitt eines mit einem Koaxialübergang versehenen Rechteckhohlleiterabschnittes anliegt. Die zweite
Koaxialgabel ist mit ihrer Schenkellänge, die mit derjenigen der ersten Gabel übereinstimmt, so dimensioniert, daß entsprechend
Fig. 2 beide Gabeln gerade ungestört übereinander greifen. Die minimale Baulänge der Weiche ergibt sich in diesem Falle aus
der Länge der Doppelverzweigung zuzüglich der Länge des sich daran anschließenden Hohlleiterabschnittes 10 und dem zweifachen
Außendurchmesser der koaxialen Teilarme der Einfachverzweigungen.
Es ist auch denkbar, die Anordnung nach Fig. 2 in der Weise zu
verändern, daß die Koaxialgabel des horizontal dargestellten Rechteckhohlleiterpaares 10, 10· soweit nach unten geschwenkt
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ist, bis auch der Außenleiter ihres Teilarmes 13 am Endquerschnitt
des unteren Rechtecks-Hohlleiterabschnittes des anderen Durchgangsweges anliegt. Erleichtert wird dies, wenn die auf den
Parallelverzweigungspunkt folgenden, koaxialen 9O°-Winkelstücke
durch jeweils zwei leichter kompensierbare 45°-Winkel in bestimmtem Abstand voneinander ersetzt werden, was eine Abschrägung der
Gabelecken bedeutet. In diesem Fall ergibt sich eine nochmals um den Außenleiterdurchmesser eines koaxialen Teilarms verringerte,
minimale gesamte Baulänge der Polarisationsweiche.
Eine weitere nicht eigens dargestellte Variante der Anordnung nach Fig. 2 ergibt sich, wenn die vier Hohlleiterweichenarme 2
bis 5 der Doppelverzweigung beispielsweise aus Gründen der mechanischen
Vereinfachung nicht zur Längsachse der Anordnung hin abgeknickt werden, sondern eine durchgehend gerade Mittelachse
haben. Es ist dann möglich, alle vier in die Hohlleiterweichenarme mündeKen Koaxialleitungen 14 und 15 bzw. 18 und 19 parallel
zur Breitseite der Hohlleiterweichenarme verlaufen zu lassen. Die Koaxialleitungen 14 und 15 laufen dann gegenüber der
Darstellung in Fig. 2 um 90° verdreht senkrecht zur Längsachse der Anordnung nach oben und erhalten eine solche Länge, daß sie
geringfügig über den zwischen ihnen liegenden, in Fig. 2 dargestellten
Hohlleiter des vertikalen Hohlleiterpaares hinausragen, so daß sie über diesen hinweg über die koaxialen Weichenarme 12
und 13 miteinander verbunden werden können. Entsprechend verlaufen die Koaxialleitungsabschnitte 18 und 19 rechtwinkelig zur
Achse der Anordnung beispielsweise nach vorn und werden am vorderen Ende mit den koaxialen Weichenarmen 16 und 17 verbunden.
Dies ist ohne Durchdringung dann möglich, wenn die koaxialen Teilarme 12, 13 bzw. 16, 17 der Einfachverzweigungen eine räumliche
Schräglage gegenüber der Normalebene zur Längsachse der Anordnung haben, so daß sie die in die Hohlleiter mündenden Koaxialleitungsabschnitte
der jeweils anderen Koaxialgabel nicht berühren.
In der Fig. 3 ist eine weitere aufbausymmetrische Polarisationsweiche
dargestellt, die sektorähnliche Teilhohlleiterquerschnitte aufweist und sich aus der Weiche nach Fig. 1 wie folgt ableiten
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läßt. Zu diesem Zweck stelle man sich die vier als Hohlleiter rechteckigen Querschnitts ausgebildeten Teilarme 2 bis 5 der
Doppelverzweigung DV nicht mehr wie in Fig. 1 schräg von der Längsachse der Anordnung weglaufend vor, sondern die vier Hohlleiter
sollen nunmehr von der Verzweigungsstelle aus parallel zur Längsachse der Anordnung und nebeneinander verlaufen. Es sind
also die vier Rechteckhohlleiter der Doppe!verzweigung zu* Achse
hingebogen. Dies ist bei zentrumsnaher Anordnung ohne Leerräume im Querschnitt nur dann möglich, wenn der einzelne Hohlleiter
die Querschnittsforra eines Dreiecks im Falle der Ergänzung zum Quadrathohlleiter oder bei Ergänzung zum Rundhohlleiter, wie es
in der Figur nicht eigens dargestellt ist, einen sektorförmigen Querschnitt annimmt. Die Teilarme der Doppe!verzweigung verlaufen
also parallel nebeneinander und sind als Hohlleiter mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet, wobei benachbarte Teilarme der
Doppe!verzweigung jeweils eine gemeinsame Trennwand 20 und aufeinander
senkrecht stehende Innenflächen 21 der Außenwände aufweisen.
Die Hohlleiter mit dreieckigem bzw. sektorförmigem Querschnitt haben nach Seite 308 des vorstehend erwähnten Taschenbuches der
Hochfrequenztechnik eine andere (höhere) Grenzfrequenz als ein Quadrat- oder Rundhohlleiterquerschnitt, aus dem sie entnommen
sind. Die vier Hohlleiter müssen daher, solange sie durch diagonale Trennbleche als gemeinsame Trennwand von benachbarten Hohlleitern
getrennt sind, einen größeren Querschnitt aufweisen als der gemeinsame Hohlleiterquerschnitt ohne Trennbleche. Ist
der gemeinsame Hohlleiter rund, so muß sein Durchmesser für einen breitbandig wellenwiderstandsrichtigen übergang auf zwei
dreieckige Hohlleiter kleiner sein als die Diagonale in Fig. 3, in der die Trennbleche 20 liegen. Bei quadratischem Querschnitt
des gemeinsamen Hohlleiters ist dieser bei angepaßtem übergang auf jeden Fall kleiner als der Quadratquerschnitt in dem mit
Trennblechen versehenem Hohlleiterabschnitt. Um den Wellenwiderstand der Teilhohlleiter annähernd unabhängig von ihrer Grenzfrequenz
beeinflussen zu können, sind in den vier Ecken des geteilten Querschnitts nach Fig. 3, quadratische Längsleisten 22
mit variabler Kantenlänge angebracht.
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ie
- ν -
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Zur Kompensation der Streureaktanzen an der sprunghaft gedachten
Übergangsstelle von den beiden einander jeweils gegenüberliegenden Dreieckshohlleitern auf den gemeinsamen runden oder
quadratischen Hohlleiter sind geeignete Maßnahmen induktiver oder kapazitiver Natur beispielsweise symmetrische Blenden oder
Stifte, ohne größere Schwierigkeiten möglich.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind wie im Ausführungsbeispiel
nach der Fig. 1 die Einfachverzweigungen EV als gleichartig ausgebildete Serienverzweigungen mit gegeneinander abgewinkelten
Hohlleiterteilarmen 23, 24 bzw. 25, 26 rechteckigen Querschnitts ausgebildet. Die Teilarme der Einfachverzweigung sind Jeweils
mit einem Rechteck-Hohlleiterabschnitt 27, 28 bzw. 29, 30
verbunden. Zwei solcher zu einer Serienverzweigung gehörende Rechteck-Hohlleiterabschnitte 27, 28 bzw. 29, 30 sind zueinander
jeweils parallel ausgerichtet und,ihre gegenüberliegenden Außenwandungen
haben einen solchen Abstand, daß sie wie in der Fig. ersichtlich, formschlüssig zwei gegenüberliegende Seiten des
quadratischen und mit Trennblechen 20 versehenen Hohlleiters umfassen. Es sind nun die jeweils gegenüberliegenden Rechteck-Hohlleiterabschnitte
27, 28 bzw. 29, 30 über untereinander gleiche Sondenkopplungen K, die auch hier in vorteilhafter Weise als mechanische
Drehkupplungen ausgebildet seh können, mit zwei ebenfalls jewels gegenüberliegenden und einen dreieckigen Querschnitt
aufweisenden Teilarmen der Doppelverzweigung, verbunden. Zur Vermeidung von Durchdringungen der beiden Serienverzweigungen bzw.
derer Teilarme ist die mit den Teilarmen 23 und 24 versehen Serienverzweigung so um die Koppeleinrichtung als senkrecht zur
Längsachse der Anordnung ausgerichtete Drehachse geschwenkt, daß auch ihre Symmetrieachse senkrecht zur Längsachse der Anordnung
ausgerichtet ist, während die Serienverzweigung mit den Teilarmen 25 und 26 so geschwenkt ist, daß ihre Symmetrieachse mit der
Längsachse der Anordnung zusammenfällt.
Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer aufbausymmetrischen
Polarisationsweiche gemäß der Erfindung, das sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dadurch unterscheidet, daß
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der mit Sektoren versehene Quadrathohlleiter durch einen Hohlleiter
mit Quadratquerschnitt bzw. mit Kreisquerschnitt ersetzt ist, der nicht in einzelne Sektoren bzw. Abschnitte unterteilt
ist. In der Fig. 4 ist ein strichpunktiert dargestellter runder Hohlleiter 40 schematisch dargestellt, in dem die beiden orthogonalen
Polarisationen mit jeweils einem diametral gegenüberliegendem Sondenpaar in an sich bekannter Weise, beispielsweise
entsprechend der DT-PS 1 183 561 angeregt werden, wobei die im Hohlleiter diametral gegenüberliegenden, in vorteilhafter Weise
als Drehkupplungen ausgebildeten Einzelsonden jeweils gegenphasig zu speisen sind. Ein Sondenpaar hat als ersten Störwellentyp
die E11-WeIIe des Rundhohlleiters (E21-WeIIe des Quadrathohlleiters)
und ihr Eindeutigkeitsbereich im Rundhohlleiter ist deshalb fkE11:fkH11=2,08:1. Diesem relativ breitem Eindeutigkeitsbereich entsprechend sollte bei Anwendungen der Polarisationsweiche
auch jedes Sondenpaar ausreichend breitbandig angepaßt sein.
Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ergibt sich der Vorteil einer vollständigen Symmetrie, da die vier Sondenkopplungen
paarweise mit untereinander gleichen, transformatorlos breitbandig angepaßten Hohlleitergabeln für die beiden Durchgangswege
der Polarisationsweiche unabhängig vom Drehwinkel mit gleicher elektrischer und mechanischer Länge zusammengeführt sind.
Im folgenden sollen zwei wesentliche Anwendungen der erfindungsgemäßen
phasensymmetrischen Polarisationsweichen erläutert werden. Ein wesentlicher Gesichtspunkt hierfür ist, daß die hier
beschriebenen erfindungsgemäßen Polarisationsweichen im Zusammenhang mit Frequenzweichen hervorragend zum Aufbau von phasensymmetrischen
Systemweichen geeignet sind. Die zur Erläuterung dienende Fig. 5 zeigt eine Skizze einer phasensymmetrischen Systemweiche
für zwei Frequenzbereiche.In der Fig. 5 ist eine dsr vorstehend
erläuterten Polarisationsweichen lediglich schematisch als Kreis mit zwei tangential angreifenden und jeweils zu einer
Einfachverzweigung zusammengeführten Weichenarmen dargestellt. Es werden die beiden senkrecht aufeinander stehenden Polarisatio-
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77P65 18BR0
nen A und B zweier Frequenzbereiche, beispielsweise eines vier- und eines sechs-GHz-Bereiches - letztere jeweils in ein und
demselben, in der Fig. 5 schematisch dargestellten Rechteckhohlleiter 40 vereinigt - mit einer phasensymmetrischen breitbandigen
Polarisationsweiche gemäß der Erfindung getrennt bzw. kombiniert. Die Kombination bzw. Separation der vier- und sechs-GHz-Bereiche
erfolgt jeweils durch eine Frequenzweiche am einen
und am anderen Polarisationsweichenarm mit Rechteck- bzw. Koaxialquerschnitt. Beide Frequenzweichen sind miteinander identisch,
so daß an ihren Anschlüssen lediglich unterschiedliche Polarisationen ein und desselben Frequenzbereiches vorliegen.
In der Flg. 6 ist das Schema einer einfachen, für den Anwendungsfall nach Fig. 5 geeigneten Frequenzweiche angegeben, durch die
eine Radialkreissperre entsprechend der DT-PS 1 264 636 mit ihrem verlängerten Innenleiter beispielsweise im 4-GHz-Durchlaßbereich
dieser 6-GHz-Sperre optimal an den gemeinsamen 4/6-GHz-Hohlleiter angekoppelt ist. Es wird diese Kopplung durch den
sprunghaften, gestuften oder auch stetigen übergang auf einen achsial nach hinten weiterführenden 6-GHz-Hohlleiter unterstützt.
Zur weitgehenden Reduzierung des Einflusses der Koppelstiftreaktanz auf den 6-GHz-Durchgangsweg wird der Abstand der 6-GHz-Kurzschlußebene
der Radialkreissperre von der Stelle, an der die Sonde in den Rechteckhohlleiter eintaucht, mit einer Länge von
λ/4 bemessen.
Bei dem in der Fig. 5 angegebenen Schema sind die Funktionen der Polarisations- bzw. der Frequenztrennung strikt auseinander gehalten. Daraus ergibt sich insbesondere gegenüber der Systemweiche
entsprechend der DT-OS 24 43 166 eine vorteilhafte universelle Einsatzmöglichkeit der Komponenten als Phasensymmetrische,
breitbandige Polarisationsweichen bzw. als Frequenzweichen. Dieser Vorteil ergibt sich dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen
Polarisationsweiche keine Verquickung der Funktionen Polarisations- bzw. Frequenztrennung erforderlich ist.
Die im folgenden anhand der Fig. 7 erläuterte Anwendung einer
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Symmetrieweiche entsprechend Fig. 5 beruht auf deren Phasensymmetrie,
die sich hierbei ohne Mehraufwand erreichen läßt. Phasensymmetrie einer Systemweiche entsprechend Fig. 5 bedeutet, daß
zwei gleichfrequente Teilwellen, beispielsweise im gesamten 4- und 6-GHz-Bereich den Durchgangsweg der Polarisation A und den
Weg der orthogonalen Polarisation B insbesondere ohne Phasenverzerrung durchlaufen. Durch eine in der Fig. 7 dargestellte Verbindung
der beiden für die Polarisation A bzw. B bestimmten 4-GHz-Arme der Systemweiche nach Fig. 5 mit einem 3-dB-Richtungskoppler
für den 4-GHz-Bereich und der 6-GHz-Arme mit einem 3-dB-Richtungskoppler für den 6-GHz-Bereich, ergibt sich eine Schaltung mit der
im folgenden erläuterten Summenwirkung.
Der eine 3-dB-Richtungskoppler spaltet eine Hauptwelle in zwei Teilwellen auf, die entsprechend S. 379 des vorstehend zitierten
Taschenbuches der Hochfrequenztechnik unabhängig von der Frequenz exakt eine gegenseitige Phasenverschiebung von +90° aufweisen.
Entsprechend dieser ohne Mehraufwand gegebenen Eigenschaft hängt bei der Anordnung entsprechend Fig. 7 das Vorzeichen des Phasenwinkels
nur davon ab, an welchem Zugang des 3-dB-Richtungskopplers die Hauptwelle eingespeist wird, während die Amplituden der
Teilwellen bei geeigneter Dimensionierung des Kopplers auch in breiten Einzelfrequenzbändern, nur sehr wenig voneinander abweichen.
Wenn nun entsprechend Fig. 7 die beiden Teilwellen des 4-GHz- oder des 6-GHz-Richtungskopplers über zwei elektrisch jeweils
paarweise gleichlange Leitungen dem im oberen Teil der Fig. 7 übereinstimmend wie in der Fig. 5 dargestellten identischen Schaltungsteil
zugeführt wird, so wird dieser wegen seiner Phasensymmetrie von den jeweils gleichfrequenten Teilwellen ohne Phasenverzerrung
durchlaufen. Diese Teilwellen haben also beispielsweise auch im Rundhohlleiter am Polarisationsweichenausgang entsprechend
Fig. 7 eine Phasendifferenz von +90° und stehen dort räumlich aufeinander senkrecht, da die eine Teilwelle den Durchgangsweg der Polarisation A und die andere den Weg der orthogonalen
Polarisation B durchläuft. Eine solche Konstellation zweier Teil-
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wellen entspricht exakt der links- bzw. rechtszirkulären Wellenform
einer H11-WeIIe.
Fig. 7 stellt also das Schema eines Antennenspeisesystems für zirkuläre Doppelpolarisation, im vorliegenden Fall im 4- und 6-GHz-Bereich
dar. Man erhält im Rundhohlleiter der Fig. 7 am Weichenausgang eine links- bzw. rechtszirkular polarisierte 6-GHz-Welle
je nach Einspeisung am einen bzw. am anderen, in der Fig. 7 mit Iz bzw. rz bezeichneten Arm des 3-dB-Richtungskopplers für den
6-GHz-Bereich. Analog erscheint eine von der Antenne über den Rundhohlleiter der Polarisationsweiche kommende links- bzw. rechtszirkular
polarisierte 4-GHz-Welle am einen bzw. am anderen Anschluß
Iz bzw. rz des 3-dB-Richtungskopplers für den 4-GHz-Bereich.
Eine Vereinfachung der Schaltung nach Fig. 7 ergibt sich wie folgt
für den speziellen Anwendungsfall, daß die Sende- und Empfangsbereiche schmal sind und auch nicht zu weit voneiannder entfernt
liegen (Anwendungsbeispiel Satellitenfunksystem "MAROTS"). Man schließt hierzu nur einen geeignet dimensionierten 3-dB-Richtungskoppler
unter Fortlassung der Frequenzweichen an eine phasensymmetrische Polarisationsweiche an. Der 3-dB-Richtungskoppler wird
in diesem Fall entsprechend Fig. 8, in der die Koppeldämpfung ak in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt ist, so dimensioniert,
daß er in den beiden Mitten des schmalen Sende- und Empfangsfrequenzbereiches eine Koppeldämpfung von jeweils exakt 3,0103-dB
aufweist und so zusammen mit dem exakten 90°-Phasenwinkel ideale Eigenschaften in den Mitten der beiden Nutzfrequenzbereiche zeigt.
Das Maximum der Koppeldämpfung eines solchen Richtungskopplers liegt zwischen den beiden Nutzfrequenzbereichen und die maximale
Koppeldämpfung ist höher als 3,0103-dB. Wegen des sehr geringen Frequenzganges der Koppeldämpfung entsprechend Kurve I der Fig.
innerhalb der schmalen Sende- und Empfangsfrequenzbereiche sind die Eigenschaften eines solchen schmalbandigen Speisesystems sehr
gut. Stärkere Abweichungen vom 3,0103-dB-Idealwert ergeben sich
z.B. in den breiteren ECS-Bändern von 10,95GHz bis 11,8GHz und von
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i4GHz bis 14,5GHz. Es ergeben sich bei einer Optimierung des
3-dB-Kopplers auf Frequenzbereiche dieser Breite entsprechend Kurve II der Fig. 8 noch ausreichende Speisesystemwerte, wenn
die Abweichungen Aak vom Idealwert an den vier Bandgrenzen paarweise
gleichgroß gemacht werden.
11 Patentansprüche
8 Figuren
8 Figuren
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L e e r s e «te
Claims (11)
1. !Polarisationsweiche für Einrichtungen der Höchstfrequenztech-
\* nik, insbesondere für Antennenspeisesysteme, z.B. im Richt-
und Satellitenfunk mit Hohlleiterabschnitten rechteckigen und/oder runden Querschnitts, mit einer symmetrisch aufgebauten
fünfarmigen Verzweigung (Doppelverzweigung), die einen in der Längsachse der Anordnung liegenden ersten Arm zum Anschluß
eines weiterführenden Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete Teilarme enthält,
die um jeweils 90° gegeneinander gedreht angeordnet sind und unter jeweils gleichem Winkel gegenüber der Längsachse der
Anordnung, in entgegengesetzter Richtung zum ersten Arm verlaufen und von denen jeweils zwei gegenüberliegende Teilarme
über untereinander gleiche Weichenarmabschnitte mit den Teilarmen jeweils einer von zwei gleichartig ausgebildeten, symmetrischen
Einfachverzweigungen verbunden sind, da durch gekennzeichnet, daß alle zwischen
den Teilarmen (2, 3» 4, 5) der Doppelverzweigung (DV) und der
Einfachverzweigung (EV) liegenden Weichenarmabschnitte mit untereinander gleichen Koppeleinrichtungen (K, K1) versehen und
untereinander gleich aufgebaut und dimensioniert sind, so daß sich ein vollständig symmetrischer Aufbau und Phasengleichlauf
für beide Durchgangswege der Anordnung ergeben.
2. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilarme (2 bis 5) der
Doppelverzweigung (DV) als Hohlleiter rechteckigen Querschnitts mit einem Seitenverhältnis b:a von wenigstens annähernd 1:2
bis 1:3 ausgebildet sind, daß die Einfachverzweigungen EV als Serienverzweigungen mit Hohlleiter-Teilarmen (6, 7, 8, 9)
rechteckigen Querschnitts ausgebildet sind, und daß die zwischen den Teilarmen der Doppelverzweigung (2 bis 5) und der
Einfachverzweigung (6 bis 9) liegenden Weichenarmabschnitte durch jeweils zwei parallel unmittelbar nebeneinander ange-
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ORIGINAL INSPECTED
ordnete und über eine Koppeleinrichtung (K) miteinander gekoppelte
Hohlleiterabschnitte (10, 11) gebildet sind, und daß die Koppeleinrichtung (K) derart rotationssymmetrisch ausgebildet ist,
daß bei einer gegenseitigen Verdrehung der Hohlleiterabschnitte (10, 11) um die Achse der Koppeleinrichtungen (K) die elektrische
Länge der Durchgangswege der Anordnung erhalten bleibt.
3. Polarisationsweiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hohlleiterabschnitte (10,'11)
als mit ihrer Breitseite aufeinanderliegende Rechteckhohlleiter
ausgebildet sind.
4. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilarme (2 bis 5) der Doppelverzweigung
als Hohlleiter rechteckigen Querschnitts mit einem Seitenverhältnis b:a von wenigstens annähernd 1:2 bis 1:3 ausgebildet
sind, daß die Einfachverzweigungen (EV) als koaxiale Parallelverzweigungen mit koaxialen Teilarmen (12, 13, 16, 17) ausgebildet
sind, und daß die zwischen den Teilarmen (2 bis 5) der Doppelverzweigung und den koaxialen Teilarmen (12, 13, 16, 17) der
Einfachverzweigung liegenden Weichenarmabschnitte jeweils einen,
an einen Teilarm der Doppelverzweigung anschließenden Rechteckhohlleiter (10, 10') und eine parallel zu diesem Rechteckhohlleiter
benachbart verlaufende Koaxialleitung (Seitenarm)(14, 15) enthalten,
daß jeder koaxiale Seitenarm (14, 15) einerseits über ein
Winkelstück mit einem der koaxialen Teilarme (12, 13, 16, 17) der Einfachverzweigung verbunden und andererseits über eine Koppeleinrichtung
(K1) mit dem Rechteckhohlleiter (10, 10') gekoppelt ist und daß für jeden der beiden Durchgangswege der Anordnung
der eine koaxiale Seitenarm (14) einer in Bezug auf die Längsachse
der Anordnung außenliegenden Seite des einen Rechteckhohlleiters (10) benachbart ist und der andere koaxiale Seitenarm (15)
einer in Bezug auf die Längsachse der Anordnung innenliegenden Seite des anderen Rechteckhohlleiters (101) benachbart ist.
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5. Polarisationsweiche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckhohlleiter (10, 10')
parallel zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet ist.
6. Polarisationsweiche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckhohlleiter (10,10·)
sich an den Teilarm (2 bis 5) der Doppelverzweigung mit übereinstimmender
Längsachse geradlinig anschließt.
7. Polarisationsweiche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxialen Seitenarme (14,15)
so dimensioniert sind, daß ihre Wellenwiderstände näherungsweise den doppelten Wert der Wellenwiderstände der koaxialen
Weichenteilarme (12, 13, 16, 17) aufweisen.
8. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch g e kennze i chnet , daß die Teilarme der Doppelverzweigung
parallel nebeneinander verlaufen und als Hohlleiter mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet sind, daß benachbarte
Teilarme der Doppelverzweigung jeweils eine gemeinsame Trennwand (20) und aufeinander senkrecht stehende Außenwände (21)
aufweisen, daß die Einfachverzweigungen (EV) als Serienverzweigungen mit Hohlleiter-Teilarmen (23, 24, 25, 26) rechteckigen
Querschnitts ausgebildet sind, und daß die zwischen den Teilarmen der Doppe!verzweigung und der Einfachverzweigung
liegenden Weichenarmabschnitte als Rechteck-Hohlleiterabschnitte (27, 28, 29, 30) ausgebildet sind, welche für einen Durchgangsweg
der Anordnung mit einer ihrer Breitseiten jeweils gegenüberliegenden Außenwänden (21) der Teilarme der Doppelverzweigung
benachbart angeordnet und über Koppeleinrichtungen (K) mit diesen Teilarmen verbunden sind.
9. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilarme der Doppelverzweigung
parallel nebeneinander verlaufen und als Hohlleiter kreissektorfönnigen Querschnitts ausgebildet sind, daß benachbarte
Teilarme der Doppe!verzweigung jeweils eine gemeinsame
Trennwand und sich zu einem Kreisquerschnitt ergänzende Außen-
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wände aufweisen, daß die Einfachverzweigungen als Serienverzweigungen
mit Hohlleiter-Teilarmen rechteckigen Querschnitts ausgebildet sind, und daß die zwischen den Teilarmen der Doppe
!verzweigung und der Einfachverzweigung liegenden Weichenannabschnitte
als Rechteckhohlleiterabschnitte ausgebildet sind, welche für einen Durchgangsweg der Anordnung mit einer ihrer
Breitseiten jeweils diametral gegenüberliegenden Punkten der Außenwände jeweils zweier gegenüberliegender Teilarme der
Doppelverzweigung benachbart angeordnet und über Koppeleinrichtungen an diesen Punkten mit den gegenüberliegenden Teilarmen
gekoppelt sind.
10. Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 9»
dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung
als mechanische Drehkupplung ausgebildet , und hinsichtlich ihrer Drehachse senkrecht zur Längsachse der
Anordnung ausgerichtet ist.
11. Zu einem Antennenspeisesystem für zwei Frequenzbereiche mit zirkularer Doppelpolarisation ergänzte Polarisationsweiche
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß für beide Frequenzbereiche
f>| und f2 jeweils zwei aufeinander senkrechte Polarisationsrichtungen
A und B vorgesehen sind, daß jede der Einfachverzweigungen für jeweils eine Polarisationsrichtung beider
Frequenzbereiche vorgesehen ist, daß ein erster für den einen Frequenzbereich f- ausgelegter, vier Anschlüsse aufweisender
3-dB-Richtungskoppler vorgesehen und mit jedem seiner zwei, eine gegenseitige Phasenverschiebung von 90° aufweisenden Anschlüsse
über jeweils einen auf die Frequenz f^ abgestimmten Bandpaß und eine über paarweise gleichlange Leitungen an die
Einfachverzweigungen angeschlossen ist, daß ein weiterer für den Frequenzbereich f~ ausgelegter vierarmiger 3-dB-Richtungskoppler
mit zwei, eine gegenseitige Phasenverschiebung von aufweisenden Anschlüssen derart an die Einfachverzweigungen
der Polarisationsweiche angeschlossen ist, daß an jeden Anschlußpunkt für die beiden Frequenzbereiche jeweils gleiche
Polarisationsrichtungen vorliegen.
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