DE2708271C2 - Polarisationsweiche - Google Patents
PolarisationsweicheInfo
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Description
Die Erfindung betrifft 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 fünfarmigen Verzweigung(Doppelverzweigung),
welche einen in der Längsachse der Anordnung liegenden Arm zum Anschluß eines weiterführenden
Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete Teilarme rechteckigen
Querschnitts mit einem Seitenverhältnis annähernd 1 : 2 enthält, die um jeweils 90° gegeneinander gedreht
angeordnet sind und unter jeweils gleichem Winkel gegenüber der Längsachse der Anordnung in entgegengesetzter
Richtung zum Anschlußarm des weiterführenden Hohlleiters verlaufen und von denen jeweils zwei
gegenüberliegende Teilarme über untereinander gleiche Weichenarmabschnitte mit den Teilarmen jeweils einer
von zwei gleichartig ausgebildeten Serienverzweigun-
gen verbunden sind.
Ein wesentliches Anwendungsgebiet derartiger, beispielsweise aus der DE-OS 25 21 956 bekannter
Polarisationsweichen ist der Satellitenfunk, bei dem die verfügbare Sende- und Empfangsfrequenzbänder mit
Doppelpolarisation belegt sind und so bei gleicher Bandbreite zweifach genutzt werden können. In einem
dazu geeigneten, doppelpolarisationsfähigen Antennenspeisesystem
wird eine Polarisationsweiche gefordert, deren beide Durchgangswege im Sende- und im m
Empfangsbind reflexionsarm sein müssen und in Phasengleichlauf sein sollen. Durch die DE-OS
25 21 956 ist nun die hierbei auftretende Aufgabe bereits gelöst, für beide Durchgangswege einer Polarisationsweiche
bei allen Frequenzen zweier relativ weit voneinander entfernter Nutzfrequenzbereiche stets eine
übereinstimmende elektrische Länge zu gewährleisten.
Bei den bisherigen Konzepten phasensymmetrischer Polarisationsweichen, wie beispielsweise auch nach der
DE-OS 25 21956, schließen die Achsen der als >n
Serienverzweigungen ausgebildeten Rechteckhohlleiterzugänge der Weiche stets untereinander einen
bestimmten Winkel ein, der beispielsweise zwischen 60° und 90° liegt. Aus diesem Grunde können die
Flanschflächen der Rechteckhohlleiterzugänge bei diesen Weichen nicht in einer Ebene liegen.
Diese bisher unvermeidliche räumliche Konfiguration erfordert bei der Anwendung solcher Weichen in
Schaltungen, bei denen die beiden Rechteckhohlleiterzugänge der Weiche über phasensymmetrische Leitun- jo
gen beispielsweise an den Doppeleingang eines Hohlleiterrichtungskopplers anzuschließen sind, einen
relativ hohen Aufwand bei einer solchen phasensymmetrischen Zusammenführung. Die hierfür notwendigen
Zusammenführungsleitungen, die in diesem Fall beispielsweise aus einem Verdrallstück und je zwei
Hohlleiterbögen bestehen, erfordern im allgemeinen eine Gesamtlänge von wenigstens 10 Wellenlängen und
weisen einen dementsprechend hohen Dämpfungsbeitrag auf. -)(i
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für eine Polarisationsweiche anzugeben, durch
die gewährleistet ist, daß die Achsen der Rechteckhohlleiterzugänge zueinander parallel sind und daß die
zwischen den Serienverzweigungen und den Rechteckhohlieiterzugängen erforderlichen Flanschflächen in der
gleichen Ebene liegen.
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 aufgebauten fünfarmigen Verzweigung (Doppelverzweigung),
welche einen in der Längsachse der Anordnung liegenden Arm zum Anschluß eines weiterführenden
Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete Teilarme rechteckigen
Querschnitts mit einem Seitenverhältnis vcn wenigstens annähernd 1 : 2 enthält, die um jeweils 90° gegeneinander
gedreht angeordnet sind und unter jeweils gleichem t>o
Winkel gegenüber der Längsachse der Anordnung in entgegengesetzter Richtung zum Anschlußarm des
weiterführenden Hohlleiters verlaufen und von denen jeweils zwei gegenüberliegende Teilarme über untereinander
gleiche Weichenarmabschnitte mit den Teilarmen b5 jeweils einer von zwei gleichartig ausgebildeten
Serienverzweigungen verbunden sind, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
jeweils zwei zwischen den gegenüberliegenden Teilarmen der Doppelverzweigung and den Teilarmen der
Serienverzweigungen liegende Weichenarmabschnitte einerseits als f-Versatzstücke und andererseits als
//-Versatzstücke ausgeführt sind, daß die E-Versatzstücke
jeweils als beidseitig mit einem Hohlleiterkrümmer versehene gerade Rechteckhohlleiterstücke ausgebildet
und durch die Hohlleiterkrümmung beidseitig in entgegengesetzten Richtungen jeweils über die Hohlleiterbreitseite
geknickt sind, daß beide E-Versatzstücke mit ihren geraden Abschnitten hinsichtlich ihrer
schmalen Seiten schräg zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet sind und dabei parallel zueinander
verlaufen, daß die W-Versatzstücke jeweils als beidseitig mit einem Hohlleiterkrümmer versehene gerade Rechteckhohlleiterstücke
ausgebildet und durch die Hohlleiterkrümmer beidseitig in entgegengesetzten Richtungen
jeweils über die Hohlleiterschmalseite geknickt sind, und daß eines der E-Versatzstücke zwischen den
H-Versatzstücken aufgenommen ist, derart, daß die mit den £"-Versatzstücken und den //-Versatzstücken
verbundenen Serienverzweigungen hinsichtlich ihrer Teilarme durchdringungsfrei verlaufen.
Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die Polarisationsweiche über sehr kurze Leitungen mit
einem 3-dB-Koppler einfacher Bauart zu verbinden, der als Breitwandkoppler ausgebildet ist oder bei dem die
Hohlleiterquerschnitte in L- oder T-Form angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die hohe
Leistungsbelastbarkeit für beide Durchgangswege der Polarisationsweiche, wie sie insbesondere beim Satellitenfunk
gefordert ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist es vorgesehen, daß die Knickwinkel
der Hohlleiterkrümmer der E-Versatzstücke gleich groß sind, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer
der H-Versatzstücke gleich sind, und daß bei der
Verwendung eines H-Versatzstückes mit Normalprofil die Hohlleiterbreitseite des E-Versatzstückes gegenüber
einem Normalprofil-E-Versatz geringfügig verkleinert
ist, oder daß bei der Verwendung eines E-Versatzstückes mit Normalprofil die Hohlleiterbreitseite
des H-Versatzstückes gegenüber einem Normalprofil-/·/-Versatz
geringfügig vergrößert ist.
Vorteilhaft ist es weiterhin, daß zur Erhaltung des Normalprofilleitungswellenwiderstandes die Breitseitenkorrektur
durch entsprechende Schmalseitenkorrekturen kompensiert sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert. Es zeigt
Fig. I eine Polarisationsweiche gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein £"-Versatzstück einer Polarisationsweiche
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein f/-Versatzstück einer Polarisationsweiche
gemäß Fig. 1.
Zur Veranschaulichung des Aufbaus des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 1 soll zuerst die im rechten Teil der F i g. 1 dargestellte symmetrisch aufgebaute
fünfarmige Verzweigung, im folgenden Doppelverzweigung DV genannt, betrachtet werden. Eine solche
Deppelvei zweigung ist als Bestandteil der Polarisationsweiche
gemäß der DE-OS 25 21956 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 t verlaufen. Im Ausführungsbeispiel weisen diese Teilarme der Doppelverzweigung
einen rechteckigen Querschnitt auf, und es sind die jeweils gegenüberliegenden Rechteckhohlleiterpaare 2
und 4, sowie 3 und 5 völlig symmetrisch. In der Darstellung nach F i g. 1 sind die Teilarme 4 und 5 durch
die Teilarme 2 und 3 teilweise verdeckt und daher aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eigens dargestellt.
Man kann sich diese Doppelverzweigung DV auch dadurch vorgestellt 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 gegenüberliegenden Teilarme 2 und 4 bzw. 3 und 5 der Doppelverzweigung
sind paarweise über nachstehend noch näher erläuterte Weichenarmabschnitte mit den Teilarmen 6 und 7 (7 in
der Fig. 1 nicht sichtbar) bzw. 8 und 9 jeweils einer,
ebenfalls aus der DE-OS 25 21 956 im Zusammenhang mit einer Polarisationsweiche bekannten, untereinander
gleichartig ausgebildeten Serienverzweigung SV 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 auseinandergeknickt 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. Die vier Teilarme der fünfarmigen Verzweigung sind
paarweise, d. h. jeweils die gegenüberliegenden Teilarme 2, 4 bzw. 3, 5 über als E-Versatzstücke 10, !1
ausgebildete Weichenarmabschnitte einerseits und über als //-Versatzstiicke 12, 13 (13 in der Fig. 1 nicht
sichtbar) ausgebildete weitere Weichenarmabschnitte andererseits mit den Teilarmen 8, 9 bzw. 6, 7 der
Serienverzweigungen verbunden. Die in der Fig. 1 übereinander durgestellten E-Versatzstücke bestehen
aus jeweils einem beidseitig mit einem Hohlleiterkrümmer 14,14' bzw. 15,15' versehenen Rechteckhohlleiterstück,
das durch die Hohlleiterkrümmer beidseitig in entgegengesetzten Richtungen über die Breitseite
geknickt ist. Beide E-Versatzstücke 10, 11 verlaufen zueinander parallel und sind mit ihren jeweils zwischen
zwei Knicken gelegenen geraden Abschnitten schräg zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet, so daß sich
ihre den Teilarmen 8, 9 der Serienverzweigung zugewandten Endquerschnitte nicht mehr symmetrisch
zur Längsachse der Anordnung befinden, sondern um einen bestimmten Abstand gegenüber der Längsachse
nach oben versetzt sind.
Die im anderen Durchgangsweg der Polarisationsweiche vorgesehenen Weichenarmabschnitte sind als
//-Versatzstücke 12, 13 ausgebildet und bestehen aus
jeweils einem beidseitig mit einem Hohlleiterkrümmer versehenen Rechteckhohlleiterstück, das durch die
Hohlleiterkrümmer beidseitig in entgegengesetzten Richtungen über die Schmalseite geknickt ist. Das
Prinzip des erfindungsgemäßen Aufbaus besteht also darin, daß die beiden übereinanderliegenden, rechteckigen
Zugangsquerschnitt der Doppelverzweigung so weit nach oben versetzt sind, und die Querschnitte des
horizontalen Hohlleiterpaares so weit nach unten versetzt sind, daß die versetzten Querschnitte paarweise
mit zwei gleichen, sich gegenseitig nicht durchdringenden Serienverzweigungen zusammengefaßt werden
können.
Ein ff-Versatzstück besteht im einzelnen nach F i g. 2
Ein ff-Versatzstück besteht im einzelnen nach F i g. 2
ίο aus zwei E-Hohlleiterkrümmern 14,14', die in gewissem
Abstand mit entgegengesetzter Knickrichtung aneinander gesetzt sind, so daß die Ein- und Ausgangsachsen
parallel sind, die Zugangsquerschnitte aber in Richtung der Ε-Linien um den Abstand Vf gegeneinander
ι) versetzt sind. Ein einzelner £-Knick kann als einstufiger,
mit der Abflachung 20 entsprechend F i g. 2 kompensierter Knick oder für sehr reflexionsarme Ausführung
auch mehrstufig gestaltet werden. Auch die Verwendung kreisbogenförmiger Krümmer ist denkbar, jedoch
wegen relativ hoher Reflexion nicht in allen Fällen geeignet. Dagegen ist es vorteilhaft, den in Fig. 2
dargestellten E-Versatz einerseits durch eine optimale Knickabflachung 20 in einem Frequenzband sehr
reflexionsarm zu machen und in einem zweiten
2ί Frequenzband, dessen Lage von der des ersten
unabhängig ist, durch richtige Länge (λ«/4, 3 λ«/4 ...)
des schrägen Hohlleiterstückes 10 ebenfalls sehr kleine Reflexionen zu erreichen.
Entsprechend der Darstellung nach F i g. 1 findet das untere der beiden E-Versatzstücke 11 Platz zwischen
den beiden nebeneinanderliegenden H-Versatzstücken 12 (13), mit denen das horizontale Hohlleiterpaar 2, 4
der Doppelverzweigung DVnach unten versetzt ist.
Entsprechend F i g. 3 besteht ein H-Versatzstück aus
J5 zwei Hohlleiterkrümmern 121, 12Γ. die in gewissem
Abstand mit entgegengesetzter Krümmungsrichtung aneinander gesetzt sind. Die Zugangsquerschnitte sind
achsparallel und um einen Abstand Vh in Richtung des
magnetischen Querfeldes gegeneinander versetzt. Der
to H-Versatz wird im übrigen analog zu dem vorstehend
beschriebenen E-Versatz gestaltet
Es besteht auch die Möglichkeit, ein E-Versatzstückpaar
in einem Durchgangsweg der Weiche mit einem Paar Hohlleiterkrümmer im anderen Durchgangsweg
zu kombinieren, wodurch eine besonders geringe Baulänge und Dämpfungsarmut der Polarisationsweiche
mit gleichzeitiger Breitbandigkeit des anschließenden, mit der Polarisationsweiche kombinierbaren
£oi-Modenkopplers erreicht wird.
Hinsichtlich der Phasensymmetrie zwischen E- und
//-Versatz ist es bekannt, daß ein reflexionsarmer Ε-Knick und ein ebensolcher //-Knick bei gleichem
Knickwinkel gleichartigen Phasenfrequenzgang aufweisen. Ein Ε-Versatz ist daher als E-Doppelknick mit
einem aus zwei //-Knicken bestehenden //-Versatz bei
gleichen Knickwinkeln und gleichen Hohlleiterbreiten a£ bzw. an von vornherein besser im Phasengleichlauf
als beispielsweise die bisher bekannte Kombination von //-Krümmern mit geraden Hohlleitern. Ein optimaler
Phasengleichlauf zwischen einem E- und //-Knick ergibt sich dann, wenn der Knickwinkel des E"-Knicks um einen
bestimmten kleinen Betrag größer ist als der Knickwinkel des //-Knicks. Auf den E- und //-Versatz angewandt,
bedeutet dies, daß ein Ε-Versatz dann mit einem //-Versatz in optimalem Phasengleichlauf steht, wenn
die Knickwinkel des E-Versatzers um einen bestimmten
Betrag größer sind als diejenigen des //-Versatzes.
Damit wird jedoch bei Phasensymmetrie der E-Versatz
Ve entsprechend F i g. 2 größer als der H-Versatz Vh
entsprechend Fig.3 und die mechanische Länge des Ε-Versatzes kleiner als diejenige des AZ-Versatzes. Die
Flanschflächen der rechteckigen Zugangsquerschnitte einer Polarisationsweiche mit solchermaßen phasensymmetrierten
E- und H-Versatzstücken liegen somit nicht in einer Ebene.
Es ist deshalb vorzuziehen, mit gleichen Knickwinkeln der E- und H- Einzelknicke bei E- und H-Versatzstücken
den Abstand Vf gleich dem Abstand Vh zu
machen, so daß sich gleiche mechanische Längen für die E- und die W-Versatzs'.ücke ergeben. Die mit einer
solchen Dimensionierung evtl. verbleibende, restliche Phasenunsymmetrie kann dadurch beseitigt werden,
daß die Hohlleiterbreitseite an des Ε-Versatzes um den
Betrag AaE verkleinert wird, bis Phasengieichlauf mit
dem Normalprofil-W-Versatz hergestellt ist. Umgekehrt
kann auch ein Normalprofil-£-Versatz mit einem H-Versatz durch eine um den Betrag Aan vergrößerte
Breitseite a« des /Y-Versatzes in Phasengleichlauf
gebracht werden. Diese Breitseitenkorrekturen sind mit Sicherheit weniger aufwendig als diejenigen Korrekturen,
die notwendig sind, um beispielsweise einen W-Krümmer mit einem geraden Hohlleiter in Phasengleichlauf
zu bringen.
Um den Wellenwiderstand eines Normalprofilleiters zu erhalten, werden die Breitseitenkorrekturen zweckmäßig
mit entsprechenden Schmalseitenkorrekturen kompensiert, so daß das Normalprofilseitenverhältnis
b: a = be ■ ac im E- und im H-Versatz erhalten bleibt.
Es besteht auch die Möglichkeit, eine positive 4a/rK.orrektur durch eine negative 4a£-Korrektur zu
kombinieren. Dadurch verringern sich die Querschnittsänderungen gegenüber einer separaten Korrektur von
AaH bzw. von AaE- Die Streureaktanzen an den
Querschnittssprungstellen werden hierdurch besonders klein. Voraussetzung für das gewünschte Zusammenwirken
der Einzelknicke ist, daß bei der Dimensionierung der Polarisationsweiche aufeinanderfolgende £-Knicke
z. B. entsprechend Fi g. 1 in den vertikal übereinanderliegenden Weichenarmabschnitten einen solchen Abstand
voneinander erhalten, daß sie noch als getrennte Störungen wirken. Hierzu ist es erforderlich, daß von
einem Ε-Knick erzeugte En-Störfeld in einem zwischengeschalteten,
weiteren geraden Hohlleiterabschnitt soweit aperiodisch abzudämpfen, daß es am Ort
des zweiten E-Knickes gegenüber dessen E,, -Störfeld
vernachlässigbar ist. Diese Trennung der Einzelknicke und ihre getrennte Kompensation ist bereits deshalb
erforderlich, weil entsprechend F i g. 1 beispielsweise in dem übereinanderliegenden Hohlleiterpaar die Knickrichtung
am Ausgang der Doppeiverzweiguiig im
unteren Hohlleiterarm nicht wechselt, während sie im oberen Arm wechselt. Rücken sich also hier die
benachbarten Ε-Knicke zu nahe, dann addieren sie sich im unteren Hohlleiterarm auf mehr als das Doppelte des
Einzelknickes, während sie sich im oberen Hohlleiterarm in Folge der Entstehung eines nahezu geraden
Hohlleiterzuges aufheben. Eine solche unterschiedliche Überlagerung ergäbe hinsichtlich Reflexion und Phase
eine Unsymmetrie innerhalb eines Hohlleiterpaares mit der Folge einer unerwünschten £Oi-Störwe!lenanregung
am runden Weichenausgang. Weiterhin ist zu beachten, daß die oben angegebene Kompensation beider E- und
W-Knicke innerhalb eines E- bzw. H-Versatzes nur dann
in erwünschter Weise funktioniert, wenn die Einzelknikke nicht durch den Übergriff der Störfelder von anderen
gleichartigen Knickstellen verschwimmen. Die zur Entkopplung beispielsweise zweier Ε-Knicke erforderliche
Länge des zwischen diesen Knicken gelegenen
ίο Hohlleiterabschnittes ergibt sich aus der auch von der
Hohlleiterhöhe b abhängigen, aperiodischen En-Dämpfung
dieses Abschnittes.
Im Gegensatz zur Aufeinanderfolge gleichartiger Knicke, z. B. zweier Ε-Knicke, bei der die vorstehend
angegebene Gefahr der Störfeldverschmelzung besteht, ist ein Ε-Knick in Verbindung mit einem «-Knick
unkritisch, weil das Eu-Störfeld eines E-Knickes mit
dem f/20-Störfeld eines W-Knickes nicht überlagerungsfähig
ist.
Zur erforderlichen Wellenwiderstandsanpassung des antennenseitigen Rund- oder Quadrathohlleiters 1 der
Weiche entsprechend Fig. 1 an die Rechteckzugänge der Serienverzweigungen (mit dem Normalprofilseitenverhältnis
a : b = 2 : \) sind eigene Wellenwiderstandtransformatoren mit einem Wellenwiderstandssprung
von etwa 2 :1 erforderlich. Hierfür haben sich für eine ausgezeichnete Anpassung in zwei relativ weit voneinander
entfernten Frequenzbereichen zwei ineinander geschobene, zweistufige Transformatoren mit einer
ίο Gesamtlänge von etwa 3λ«/4 bewährt. In der
Darstellung nach Fig. 1 sind diese Transformatoren in der Form von stetigen Übergängen in den geraden
Abschnitten der E- bzw. H-Versatzstücke angedeutet.
Für Stufenübertrager, die den stetigen Übergängen
j5 hinsichtlich Baukürze und Reflexionsarmut überlegen
sind, gibt es bei der vorliegenden Polarisationsweiche grundsätzlich fünf verschiedene Plazierungsmöglichkeiten.
Eine solche Möglichkeit besteht darin, die Transformatoren in den geraden Teilarmen 6 bis 9 der
4(i Serienverzweigungen SV der Weiche entsprechend
F i g. 1 vorzusehen. Eine weitere Möglichkeit besteht aber auch darin, die Transformatoren in den geraden
Hohlleiterabschnitten der E- bzw. /-/-Versatzstücke anzuordnen, wobei der Versatz gleich mit einem
j geänderten Wellenwiderstand durch eine Änderung der ft-Seite als erste Stufe des Transformators beginnen
oder enden kann. Weiterhin können die Transformatoren auch in den geraden Weichenteilarmen 2 bis 5 der
Doppelverzweigung untergebracht werden. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß die Restreflexionen des
Transformators und der Doppelverzweigung wegen ihres geringen Auslandes besser zu superponieren sind
als bei der zuerst genannten Möglichkeit mit großem Abstand der Restreflexionen.
Es besteht ferner auch die Möglichkeit, einen Teil des
Transformators in die geraden Teilarme der Doppelverzweigung und die restlichen Transformatorstufen in
die geraden Teile der Versatzstücke zu verlegen, oder schließlich die Transformatorstufen auf das Versatzstück
und den nach F i g. 1 jeweils anschließenden Teilarm der Serienverzweigung zu verteilen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. 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 fünfarmigen Verzweigung (Doppelverzweigung),
welche einen in der Längsachse der Anordnung liegenden Arm zum Anschluß eines
weiterführenden Hohlleiters runden oder quadratischen Querschnitts und vier gleichartig ausgebildete
Teilarme rechteckigen Querschnitts mit einem Seitenverhältnis von wenigstens annähernd 1 :2
enthält, die um jeweils 90° gegeneinander gedreht angeordnet sind und unter jeweils gleichem Winkel
gegenüber der Längsachse der Anordnung in entgegengesetzter Richtung zum Anschlußarm des
weiterführenden Hohlleiters verlaufen und von denen jeweils zwei gegenüberliegende Teilarme
über untereinander gleiche Weichenarmabschnitte mit den Teilarmen jeweils einer von zwei gleichartig
ausgebildeten Serienverzweigungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei
zwischen den gegenüberliegenden Teilarmen (3,5; 2, 4) der Doppelverzweigung (DV) und den Teilarmen
(8, 9; 6, 7) der Serienverzweigungen (SV) liegende Weichenarmabschnitte einerseits als E-Versatzstükke
(10,11) und andererseits als H-Versatzstücke (12,
13) ausgeführt sind, daß die E-Versatzstücke (10,11)
jeweils als beidseitig mit einem Hohlleiterkrümmer (14,14') versehene gerade Rechteckhohlleiterstücke
ausgebildet und durch die Hohlleiterkrümme·· beidseitig in entgegengesetzten Richtungen jeweils
über die Hohlleiterbreitseite geknickt sind, daß beide E-Versatzstücke mit ihren geraden Abschnitten
(10) hinsichtlich ihrer schmalen Seiten schräg zur Längsachse der Anordnung ausgerichtet sind und
dabei parallel zueinander verlaufen, daß die f/-Versatzstücke (12, 13) jeweils als beidseitig mit
einem Hohlleiterkrümmer (121, 12Γ) versehene gerade Rechteckhohlleiterstücke ausgebildet und
durch die Hohlleiterkrümmer beidseitig in entgegengesetzten Richtungen jeweils über die Hohlleiterschmalseite
geknickt sind, und daß eines der E-Versatzstücke (11) zwischen den W-Versatzstükken
(12,13) aufgenommen ist, derart, daß die mit den
E-Versatzstücken und den H-Versatzstücken verbundenen
Serienverzweigungen hinsichtlich ihrer Teilarme durchdringungsfrei verlaufen.
2. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer
der E-Versatzstücke gleich sind, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer der H-Versatzstücke
gleich sind, und daß bei H-Versatzstücken mit Normalprofil die Hohlleiterbreitseiten der
E-Versatzstücke gegenüber einem Normalprofil-E-Versatz
geringfügig verkleinert sind.
3. Polarisationsweicne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer
der E-Versatzstücke gleich sind, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer der H-Versatzstücke
gleich sind, und daß bei E-Versatzstücken mit Normalprofil die Hohlleiterbreitseiten der
W-Versatzstücke gegenüber einem Normalprofil-W-Versatz
geringfügig vergrößert sind.
4. Polarisationsweiche nach Anspruch 2 oder Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erhaltung des Normalprofil-Leitungswellenwiderstandes die Breitseitenkorrekturen durch entsprechende
Schmalseitenkorrekturen ergänzt sind.
5. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer
der E-Versatzstücke gleich sind, daß die Knickwinkel der Hohlleiterkrümmer der /i-Versatzstücke
gleich sind, und daß die Hohlleiterbreitseite des E-Versatzstückes gegenüber einem Nor-ο
malprofil geringfügig verkleinert und die Hohlleiterbreitseite des //-Versatzstückes gegenüber einem
Normalprofil geringfügig vergrößert sind.
6. Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
aufeinanderfolgende Ε-Knicke bzw. //-Knicke mit ihren Störfeldern durch ein ausreichend aperiodisch
dämpfendes Zwischenstück (21,21') entkoppelt sind.
7. Polarisationsweiche nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wellenwiderstandsanpassung des antennenseitigen
Hohlleiters (1) an die Serienverzweigungen (SV) Wellenwiderstandstransformatoren vorgesehen
sind.
3. Polarisationsweiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Wellenwiderstandstransformatoren
jeweils zwei ineinander geschobene, beispielsweise zweistufige Transformatoren der
Gesamtlänge von etwa 3 A/y/4 vorgesehen sind.
9. Polarisationsweiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Wellenwiderstandstransformatoren
stetige Querschnittsveränderungen in den geraden Hohlleiterabschnitten der E- bzw. //-Versatzstücke
vorgesehen sind.
10. Polarisationsweiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stufenübertrager in der geraden
Hohlleiterabschnitten der E bzw. H-Versatzstücke vorgesehen sind.
H. Polarisationsweiche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stufenübertrager in den Teilarmen
der Doppelverzweigung (DV) vorgesehen sind.
12. Polarisationsweiche nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Transformatoren auf die Teilarme der Doppelverzweigung und die Versatzstücke
oder auf die Versatzstücke und die Teilarme ■»5 der Serienverzweigungen verteilt sind.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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