DE2757115C2

DE2757115C2 - Modenkoppler

Info

Publication number: DE2757115C2
Application number: DE19772757115
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. 8000 München Giefing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1987-05-27
Also published as: DE2757115A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Modenkoppler zur Gewinnung eines für eine selbsttätige Antennennachführung erforderlichen Fehlersignals, welches aus von einem Satelliten abgestrahlten Peilsignalen abgeleitet ist und als Kriterium für die Winkelabweichung des angepeilten Satelliten von der Antennenachse dient, wobei die Antenna als konischer Hornstrahler ausgebildet ist, dessen an das Speisehorn sich anschließende Rundhohlleiter in einer senkrecht zur Rundhohlleiterlängsachse liegenden Querschnittsebene mit vier Auskoppelöffnungen versehen ist von denen jeweils zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Auskoppelöffnungen über Hohlleiterbauelemente in jeweils einer Hohlleiter-Verzweigung zusammengeführt sind, deren Ausgänge in einem Leistungsteiler zusammengefaßt sind.

Ein derartiger Modenkoppler zur selbsttätigen Nachsteuerung einer Antenne in die Richtung von empfangenen Hochfrequenzschwingungen, bei der die Bildung des Fehlersignals aufgrund eines gleichzeitig mit der //n-Nutzwelle auftretenden //21-Wellentyps erfolgt, ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 12 80991 bekannt. Diese Anordnung ist jedoch vorwiegend für lineare Polarisation geeignet und soll insbesondere sicherstellen, daß für jede Polarisationsrichtung der empfangenen Welle ein ausreichendes Fehlersignal gebildet werden kann.

Bei derartigen Modenkopplern wird aus dem Fmpfangssignal ein für die Antennennachführung notwendiges Fehlersignal, das Aufschluß über Richtung und Größe einer Ablage des Satelliten von der Antennenachse gibt, gewonnen. Der Satellit sendet hierfür in der Regel ein eigenes Bakensignal aus. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, daß eine Erdefunkstelle eines Satell'tennachrichtenübertra· gungssystems, die zirkulär polarisierte elektromagnetische Wellen ausstrahlt, als Antenne einen kegelstumpfförmigen Hornstrahler mit einem Kreisabschnitt auf* weisen kann, der sowohl für die Verfolgung des Satelliten als auch für die Ausseridung der durch den Satelliten zu übertragenden Informationen und den Empfang der vom Satelliten ausgestrahlten Informationen dienen kann.

Bekannt ist weiterhin, daß sich in dem Antennenhohu

leiter zirkulär polarisierte Wellen des //n-Typs ausbilden, wenn die Ebenen der öffnung des Hornstrahjers und der Wellenfront einer vom Satelliten ausgestrahlten ebenen Welle zusammenfallen. Eine zusätzliche JEoi-Welle wird immer dann erregt, wenn die einfallende Wellenfront nicht parallel zur Antennenapertur auftritt, was dann der FaI! ist, wenn sich der Satellit nicht exakt in Richtung der Antennenachse befindet In diesem Fall treten im Speisehorn der Antenne außer der üoi-Welle noch weitere Wellenformen, beispielsweise die //21- und die //01-WeIle auf, die ebenfalls wegen der scharfen Richtcharakteristik ihres Strahlungsdiagramms zur Peilung herangezogen werden können. Noch höhere, gleichzeitig auftretende Wellenformen werden in der Regel zur Peilung nicht herangezogen. Die rotationssymmetrisch im Speisehom bzw. im darauffolgenden Rundhohlleiter auftretende Si-Welle weist ein Strahlungsdiagramm auf, das in Richtung der Antennenachse ein scharfes Minimum zeigt, was auf eine scharfe Richtcharakteristik des Strahlungsdiagrammes hinweist und auf eine hohe Peilgenauigkeit schließen laßt Unabhängig von der Wahl des aus dem Speisehorn zur Gewinnung des Fehlersignals auszukoppelnden Wellentyps soll eine Auskoppel-Anordnung im allgemeinen stets so ausgebildet sein, daß das Nachrichtensignal im Speisehorn möglichst wenig gestört wird.

Anhand der F i g. 1 soll nachstehend das Prinzipschaltbild eines Modenkopplers kurz erläutert werden. Der mit dem Speisehorn verbundene Rundhohlleiter 1 ist bei einer solchen Anordnung an diametra' gegenüberliegenden Stellen mit Auskoppelanordnungen 2 zur Auskopplung des zur Bildung des Fehlersignals ausgewählten, bei Ablage der Antenne von der Satellitenrichtung auftretenden Wellentyps versehen. Die so ausgekoppelten Wellentypen werden über Koppelleiter 3 in einer Verzweigung 4 zusammengefügt, die ausgangsseitig mit dem Ausgang 5 des Modenkopplers in Verbindung steht Je nach Symmetrie des zur Bildung des Fehlersignals vorgesehenen, auszukoppelnden Wellentyps wird in den Koppelleitern 3 am Ort ihres Zusai-mentreffens in der Verzweigung 4 ein Kurzschluß oder ein Leerlauf für die ebenfalls mit ausgekoppelte f/ii-Nutzwelle erzeugt. Dieser Kurzschluß bzw. Leerlauf transformiert sich über die Koppelleiter 3 entsprechend ihrer Länge an den Ort 2 der Auskopplung und stellt dort eine die Nutzwelle störende reaktanz dar. Zur Gewährleistung einer ausreichend geringen Störung ist es im allgemeinen erforderlich, die Koppelhiter 3 extrem niederohmig auszuführen. Bei einer Verwendung von Rechteck-Hohlleitern für die Koppelleiter ist das mit sehr kleinen Hohlleiter-Schmalseiten verbunden, bei der Verwendung von ICoaxialleitungen mit einem sehr geringen Abstand zwischen Innen- und Außenleiter. In beiden Fällen ist dies mit einer unerwünscht großen Toleranz-Empfindlichkeit und einer geringen Spannungsfestigkeit für die Nuürwelle verbunden.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe unter Gewährleistung der geforderten Niederohmigkeit und einer ausreichenden Toleranz-Unempfindlichkeit der Koppelleiter, deren Spannungsfestigkeit zu verbessern. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß auch bei großen Bandbreiten eine hinreichend kleine Störung des Nachrichtensignals gewährleistet ist

Ausgehend von einem Modenkoppler zur Gewinnung eines für eine selbsttätig Antennennachführung erfor* derlichen Fehlersignals, welches aus von einem Satelliten abgestrahlten Peilsignalen abgeleitet ist und als Kriterium für die Winkelabweichung des angepeilten Satelliten von der Antennenachse dient, wobei die Antenne als konischer Hornstrahler ausgebildet ist, dessen an das Speisehorn sich anschließende Rundhohlleiter in einer senkrecht zur Rundhohlleiterlängsachse Hegenden Querschnittsebene mit vier Auskoppelöffnungen versehen ist, von denen jeweils zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Auskoppelöffnungen über Hohlleiterbauelemente in jeweils einer Hohlleiter-Verzweigung zusammengeführt sind, deren Ausgänge in einem Leistungsteiler zusammengefaßt sind, wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Rundhohlleiter für die Ausnutzung der £oi-Welle zur Bildung des Fehlersignals mit einer die £bi-Welle aperiodisch dämpfenden konischen Querschnitts-Verringerung versehen ist, daß die Auskoppelöffnungen im Bereich des ersten Maximums der f/g-Komponente — wobei H_f die magnetische Feldstärke in Umfangsrichtung an der kop- ;hen Hohlleiterv/and ist — der sich ausbildenden stehenden £bi-Welle angeordnet und als mit ihrer Längsachse in einer gemeinsamen Querschnittsebene des Rundhohlleiters verlaufende Koppelschlitze ausgebildet sind, daß sich an jeweils Twei diametral gegenüberliegende Auskoppelöffnungen untereinander aufbausymmetrische Rechteck-Verbindungshohlleiter anschließen, weiche in jeweils einer der Hohlleiter-Verzweigungen zusammen geführt sind, daß beide Hohlleiter-Verzweigungen koaxiale Ausgänge für das Differenzsignal £bi aufweisen, welche über untereinander gleich lange Koaxialleitungen in dem Leistungsteiler zusammengeführt sind, daß die Länge der Rechteck-Verbindungshohlleiter bei der Ausbildung eines Kurzschlusses für die Nutzwelle in den Hohlleiter-Verzweigungen als ein geradzahliges Vielfaches bzw. bei der Ausbildung eines Leerlaufes für die Nutzwelle als ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Betriebswellenlänge λ gewählt ist und daß die Rechteck-Verbindungshohlleiter hinsichtlich ihres Wellenwiderstandes in Abständen von λ/4 derart ges'uft sind, daß der in den Hohlleiter-Verzweigungen auftretende Kurzschluß oder Leerlauf für die Nutzwelle über die Rechteck-Verbindungshohlleiter an den Ort der Auskoppelöffnungen zu ausreichend niedrigen Reaktanzwerten transformiert ist

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert Es zeigt in den Zeichnungen

_TO F i g. 1 ein bereits erläutertes Prinzipschaltbild eines Modenkopplers,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines £oi-Modenkopplers,
Fig. 3 ein Ersatzschaltbild für die Wn-Welle, F1 g. 4 ein Ersatzschaltbild für die Eo\- Welle.

Beim Ausführunfsbeispiel eines £öi-Modenkopp!ers nach Fig. 2 wird die zur Bildung des Fehlersignais verwendete Gn-WeIIe an vier jeweils um 90° versetzten und in einer Querschnittsebene des Rundhohlleiters 1 angeordneten Kr ppelstellen ausgekoppelt Dadurch weist diese Anordnung im Idealfall, d. h. abgesehen von mechanischen Toleranzen, in zwei orthogonalen Ebenen gleiche elektrische Eigenschaften auf und regt keine orthogonale //η-Komponente an, was im Hinblick auf eine Frequenz-Doppelausnutzung von Bedeutung ist Der Rundhohlleitex 1 ist mit einer in der Fig.2 verdeckten Querschnittsverringerung versehen, durch die die auszukoppelnde £öi-Welle total reflektiert und in

dem weiterleitenden Rundhohlleiterabschnitt aperiodisch gedämpft wird. Dieser Übergang von einem für die Wn- und Üi-Welle auf einen nur für die Wn-WeIIe ausbreitungsfähigen Querschnitt kann für sich allein, also ohne die Auskoppelanordnungen, in bezug auf Reflexion und Zfn-Anregung für die gesamte Bandbreite optimal ausgelegt sein.

Die Auskoppeiöffnungen für die £ii-Wellen sind in dem Rundhohlleiterbereich angeordnet, in dem sich eine stehende £öi-Welle ausbildet, vorzugsweise im Bereich des ersten Maximums der //,,-Komponente der stehenden ßi-Welle. bezogen auf die Querschnittsverfingerung. - H_v ist dabei die magnetische Feldstärke in jJmfangsrichtung an der konischen Hohlleiterwand. Die Auskoppelöffnungen sind als vier um 90° versetzte, mit ihrer Längsachse in einer gemeinsamen Querschnittsebene des Rundhohlleiters verlaufende Koppelschlitze ausgebildet, durch die die £bi-Welle und die /7ii-Welle ausgekoppelt wird. Die £öt-Welle regt die an

Aon cipopniiKiprlipcrpnHpn Iinnnplcrhlit^pn ipurpik ancrp- JO

"--■· σ-σ —e? . ----- _{r r} . _{Λ σ}

schlossenen Hohlleiter gleichphasig an, während durch die //ti-Welle diese Hohlleiter gegenphasig angeregt werden. Die Weiterleitung der ausgekoppelten Energie erfolgt in den mit ihrem vollen Querschnitt an den Rundhohlleiter angeschlossenen Rechteck-Verbindungshohlleitern, von denen jeweils zwei - von diametral gegenüberliegenden Auskoppelstellen kommend - in einer Hohlleiterverzweigung 41 bzw. 48 mit jeweils einem Ausgang für das Differenz-Signal £>i zusammengeführt sind. Diese Hohlleiterverzweigungen besitzen keinen Ausgang für das Summensignal Wn, so daß die aus dem Rundhohlleiter 1 ausgekoppelten gegenphasjgen Signalanteile Wn in der Hohlleiterverzweigung total reflektiert werden.

Für die Dimensionierung der den Wellenwiderstand der Rechteck-Verbindungshohlleiter bestimmenden Hohlleiter-Schmalseiten muß einerseits beachtet werden, daß zur Vermeidung von Reflexionen im Rundhohlleiter eine möglichst schwache Ankopplung an die Wn-Welle erforderlich ist und andererseits eine möglichst gute Anpassung in der Auskopplung für die .E)₁-WeIIe erzielt werden soll. Eine Anpassung in der Auskopplung für die £bi-Welle kann dadurch erzielt werden, daß der Wellenwiderstand Zh io des Rechteckhohlleiterquerschnittes etwa gleich groß ist wie der Wellenwiderstand Z^oi des Rundhohlleiterquerschnitts; die Bedingung einer schwachen Ankopplung an die Wn-Welle kann durch die Wahl eines gegenüber dem Wellenwiderstand Zmo des Rechteckhohlleiters wesentlich größeren Wellenwiderstandes Zh η des Rundhohl-Ieiters erfüllt werden.

In der Praxis zeigt sich jedoch, daß man von der Anpassungsbedingung relativ weit abgehen und dementsprechend hohe Koppeldämpfungen zulassen muß, um ausreichend geringe Reflexionen im Rundhohlleiter zu erhalten. Dies hat jedoch extrem flache Rechteck-Hohlleiterquerschnitte mit Hohlleiterschmalseiten in der Größenordnung von beispielsweise 0,5 mm zur Folge, die eine starke Toleranz-Empfindlichkeit und eine geringe Spannungsfestigkeit aufweisen.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten und zur Vermeidung von derart kleinen Hohlleiterschmalseiten sind gemäß der Erfindung die Rechteck-Verbindungshohlleiter hinsichtlich ihres Wellenwiderstandes in Abständen von λ/4 derart gestuft, daß der in den Hohlleiter-Verzweigungen für die Nutzwelle auftretende Kurzschluß oder Leerlauf an den Ort der Auskoppelöffhungen des Rundhohlleiters zu ausreichend niedrigen Reaktanzwerten transformiert wird.

Im Falle eines Kurzschlusses für die Nutzwelle, - der beim Ausführungsbeispiel deshalb angenommen werden kann, weil die Wn-Welle die jeweils an den gegenüberliegenden Koppelschlitzen angeordneten Rechteckhohlleiter gegenphasig anregt was zur Folge hat, daß die sich fortpflanzenden Wellen an der Hohlleiterverzweigung sich gegenseitig aufheben —, wird die Transformation über eine geradzahlige Anzahl, im Falle eines Leerlaufes über eine ungeradzahlige Anzahl von λ/4-Stufen vorgenommen. Beim Ausführungsbeispiel sind die Rechteck-Verbindungshohlleiter dementsprechend in vier λ/4-Abschnitte 31 bis 34 unterschiedlichen Wellenwiderstandes unterteilt.

Zum besseren Verständnis sind in den Fig.3 und 4 Ersatzschaltbilder der erfindungsgemäßen Anordnung jeweils für die Wn-Welle und die ZSn-WeIIe angegeben. In dem Ersatzschaltbild für die Wn-Welle nach F i g. 3 ist der Rundhohlleiter durch den Wellenwiderstand Znu gekennzeichnet Die vom RundhohUeiter abgehenden Rechteck-Verbindungshohlleiter sind in vier Abschnitte unterteilt, die abwechselnd den Wellenwiderstand Zi und Zt aufweisen. Das Ende des Rechteck-Verbindungshohlleiters ist mit einem Kurzschluß für die Nutzwelle abgeschlossen, dessen Kurzschlußreaktanz Z* wie folgt durch den Rechteck-Verbindungshohlleiter transformiert wird. Durch den an den Kurzschlußort sich anschließenden λ/4-Verbindungshohlleiterabschnitt des Welle-iwiderstandes Zz wird nun die Kurzschlußreaktanz gemäß der folgenden Beziehung in die Reaktanz

transformiert. Der sich anschließende λ/4-Abschnitt mit einem gegenüber dem Wellenwiderstand Zi kleinerem Wellenwiderstand Zi weist nun für die Wn-Welle eine Eingangsreaktanz Ζει gemäß der folgenden Beziehung

'-El'

_Z2 „ -/ZlV.

Z_E2<Z_t

auf. Durch die nachfolgenden Transformationen der folgenden zwei Abschnitte mit den Wellenwiderständen Z₂ und Z\ ergibt sich die Größe der Reduzierung der an die Auskoppelstelle des Rundhohlleiters transformierten Kurzschlußreaktanz Zt gemäß der folgenden Beziehung

7 _ / ^l

Da Z\ kleiner als Zi gewählt ist, ergibt sich die weitere Beziehung

deren praktische Bedeutung sich dadurch zeigt, daß bei einer Messung der am Ort der Auskoppelöffnung auftretenden Impedanz sich bei den vorstehend gestuften Verbindungshohlleitern eine um den Faktor (ZJZH" niedrigere Impedanz ergibt als bei ungestuften Verbindungshohlleitern. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Länge der Verbindungshohlleiter geringfügig von einem Vielfachen von A/4 abweicht,

wodurch sich im ungestuften Fall eine unerwünscht hohe Impedanz an der Auskoppelstelle des Rundhohlleiters ergibt, während sich im Fall der gestuften Verbindungshohlleiter noch eine ausreichend geringe Impedanz einstellt.

In dem Ersatzschaltbild für die übi-Welle nach F i g, 4 ist der Rundhohlleiter durch den Wellenwiderstand Zeü\ gekennzeichnet und durch einen hinsichtlich seiner Lage Irequenzabhängigen Kurzschluß infolge des Querschnittsprunges abgeschlossen. Die vom Rundhohlleiter abgehenden Rechteck-Verbindungshohlleiter <:ind wiederum in vier Abschnitte unterteilt, die abwechselnd den Wellenwiderstand Z\ und Z₂ aufweisen. Das Ende des Rechteck-Verbindungshohlleiters ist mit einer Impedanz R abgeschlossen, die der in der |₅ Hohlleiterverzweigung auftretenden Impedanz einer Auskoppelsonde für die .%i-Welle entspricht.

Bei einer Anzahl von vier λ/4- Abschnitten ergibt sich die Größe der Reduzierung der an die Auskoppelstelle >|ac Ri2nuaiCi<!!wiivfs trsnsforrnisrtsn Ιπι^η«ΟΕΩΖ der **** !Sonde zur Auskopplung der ßji-Welle durch den Faktor

Im Ausführungsbeispiel für die Frequenzbereiche 4 — 6 GHz konnte für eine noch beherrschbar klein 'gewählte Schmalseite 6i der dem Verzweigungsort benachbarten ersten Stufe von 2 mm und einem Stufenverhältnis von

25

30

^l ₌ h. _ 2,8 mm _ , _d.
Z₁ ö, 2 mm ' '

n=l,4⁴=3,84.

35

ein ausreichend gutes Reflexionsverhalten der //u-Wel-Ie im Rundhohlleiter erzielt werden.

Im folgenden soll das für Erdefunkstellen des Frequenzbereiches 4-6GHz vorgesehene Ausführungsbeispiel eines £m-Modenkopplers ohne Summenrmskopplung nach Fig.2, bei dem die £öi-Welle im Bereich 3,7 bis 4,2 GHz über vier Schlitzkopplungen in einzelne Rechteck-Verbindungshohlleiter ausgekoppelt tvird, noch näher beschrieben werden. Die Zusammenführung jeweils zweier, an diametral gegenüberliegenden Schlitzkopplungen des Rundhohlleiters I angekoppelter Rechteck-Verbindungshohlleiter in der Hohlleiterverzweigung 41 bedingt eine dreifache Krümmung jedes einzelnen der vier jeweils aus den vier Abschnitten 31 bis 34 gestuften Wellenwiderstandes und der Länge /./4 zusammengesetzten Rechteck-Verbindungshohlleiter. Der erste Abschnitt ist hierbei ein mittels eines Flansches 21 mit seinem vollen Querschnitt an eine Auskoppelöffnung des Rundhohlleiters angeschlossener_t über seine Breitseite in Richtung der Längsachse des Rundhohlleiters 1 abgewinkelter 90°-£'-Krümmer 31. Der sich daran anschließende zweite Abschnitt ist als über seine Schmalseite abgewinkelter 90°-A/-Krümmer 32 ausgeführt, an den sich als dritter Abschnitt ein über seine Breitseite abgewinkelter 90°>£Krümmer 33 anschließt. Der vierte Abschnitt des Rechteck-Verbindungshohlleiters schließt sich als gerader Hohlleiterabschnitt 34 an den 90°-£'-Krümmer 33 an und mündet in die Hohlleiterverzweigung 41, die weiterhin mit dem vierten Abschnitt 34' des von der diametral gegenüberliegenden Auskoppelstelle ausgehenden, gleich aufgebauten Rechteck^Verbindungshohlleiters in Verbindung steht. Die Hohlleiterverzweigung 41 ist in der Stoßebene von je zwei zusammenkommenden vierten Abschnitten 34, 34' der Rechteck-Verbindungshohlleiter mit einer kapazitiv koppelnden koaxialen Sonde zur Auskopplung der £öt-Welle versehen. In dieser Ebene erfolgt auch die Auslöschung der von der Wn-WeIIe herrührenden gegenphasigen Feldkomponenten.

Die weiteren zwei, vom Rundhohlleiter gegenüber den vorstehend beschriebenen Hohlleiterbauelementen ■ oii/oilo um QiV uprcpt7t aticcrphpnripn RpphtprU-Vprhinj***·*-···* *··.· ■*·* ■ »■ — —«—. ·-—-"o«.._.._-.. ........... ..-.-

dungshohlleiter 46 und 47 sind mit diesen aufbaugleich und in einer zweiten Hohlleiterverzweigung 48 zusammengefaßt. Der einzige, aus topologischen Gründen erforderliche Unterschied ergibt sich durch einen entgegengesetzten Krümmungssinn der den ersten Abschnitt bildenden, über die Breitseite abgewinkelten 90"-E- Krümmer 49. Bedingt durch diesen unterschiedlichen Krümmungssinn ist die koaxiale Sonde der Hohlleiterverzweigungen 41 bzw. 48 an entgegengesetzten Seiten, einmal innen und einmal außen, bezogen auf den Rundhohlleiter 1 angebracht. Die koaxialen Ausgänge der beiden Hohlleiterverzweigungen 41 und 48 führen über gleichlange, als Semirigid-Kabel ausgeführte Koaxialleitungen 45, 45' zu einem für die weitere Aufsummierung vorgesehenen koaxial angepaßten Leistungsteiler 51. Es besteht auch ^Hie Möglichkeit, den koaxialen Leistungsteiler 51 durch ein 180°-Hybrid mit einem Summen- und einem Differenz-Ausgang zu ersetzen. In diesem Fall können die koaxialen Sonden der Hohlleiterverzweigungen 41 und 48 bezüglich des RundhohJleitprs an übereinstimmenden Seiten angebracht werden.

In der Praxis ergibt sich eine größtmögliche Auskoppel-Bandbreite dann, wenn die in einer gemeinsamen Querschnittsebene des Rundhohlleiters verlaufenden Koppelschlitze in das bezüglich der Querschnittsverringerung erste Maximum der //,,-Komponente der stehenden fm-Welle gelegt wird. Mit kleiner werdendem Querschnitt wird der Rundhohlleiter 1 niederohmiger für die Zii-Welle, was in Bezug auf die Widerstands-Anpassung an die sehr niederohmigen Rechteck-Verbindungshohlleiter und damit für die Koppeldämpfung von Vorteil ist. Bei einem realisierten Ausführungsbeispiel zeigt sich weiterhin, daß die Auskoppelstelie auch in Bereiche des Reflexionskegels hineinverlegt werden kann, in denen nach der Theorie für die tiefste zu übertragende Frequenz bereits eine aperiodische Ausbreitung für die £öi-WelIe beginnt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Modenkoppler zur Gewinnung eines für eine selbsttätige Antennennachführung erforderlichen Fehlersignals, welches aus von einem Satelliten abgestrahlten Peilsignalen abgeleitet ist und als Kriterium für die Winkelabweichung des angepeilten Satelliten von der Antennenachse dient, wobei die Antenne als konischer Hornstrahler ausgebildet ist, dessen an das Speisehorn sich anschließender Rundhhohlleiter in einer senkrecht zur Rundhohlleiterlängsachse liegenden Querschnittsebene mit vier Auskoppelöffnungen versehen ist, von denen jeweils zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Auskoppelöffnungen über Hohlleiterbauelemente in jeweils einer Hohlleiter-Verzweigung zusammengeführt sind, deren Ausgänge in einem Leistungsteiler zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundhohlleiter (1) für die Ausnutzung der föi-Welle zur Bildung des Fehlersignals mit einer die £öi-weile aperiodisch dämpfenden konischen Querschnitts-Verringerung versehen ist, daß die Auskoppelöffnungen im Bereich des ersten Maximums der //,-Komponente — wobei Η_φ die magnetische Feldstärke in Umfangsrichtung an der konifchen Hohlleiterwand Ist — der sich ausbildenden stehenden Ea\ -Welle angeordnet und als mit ihrer Längsachse in einer gemeinsamen Querschnittsebene des Rundhohlleiters (1) verlaufende Koppelschlitze ausgebildet sind, daß sich an jeweils zwei diametral gegenüberliegende Auskoppelöffnung°n unte-sinander aufbausymmetrische Rechteck-Verbindungshohlleiter anschließen, welche in jeweils einer der Hohlleiter-Verzweigungen (41, 48) zusammengeführt sind, daß beide Hohlleiter-Verzweigungen koaxiale Ausgänge für das Differenzsignal Eo\ aufweisen, welche über untereinander gleich lange Koaxialleitungen (45,45') In dein Leistungsteiler (51) zusammengeführt sind, daß die Länge der Rechteck-Verbindungshohlleiter bei der Ausbildung eines Kurzschlusses für die Nutzwelle in den Hohlleiter-Verzweigungen als eLi geradzahliges Vielfaches bzw. bei der Ausbildung eines Leerlaufes für die Nutzwelle als ein ungeradzahliges Vielfaches von einem Viertel der Betriebswellenlänge λ gewählt ist und daß die Rechteck-Verbindungshohlleitcr hinsichtlich ihres Wellenwiderstandes in Abständen von λ/4 derart gestuft sind, daß der in den Hohlleiter-Verzweigungen (41, 48) auftretende Kurzschluß oder Leerlauf für die Nutzwelle über die Rechteck-Verbindungshohlleiter an den Ort der Auskoppelöffnungen zu ausreichend niedrigen Reaktanzwerten transformiert ist.

2. Modenkoppler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Rechteck-Verbindungshohlleiter gleich der Betriebswellenlänge λ gewählt ist und daß ein konstantes Wellenwider· standsstufungsverhältnis mit zwei festen Wellenwiderstandswerten vorgesehen ist.

3. Modenkoppler nach ^ einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechteck-Verbindungshohlleiter aus vier Abschnitten zusammengesetzt sind, von denen jeweils der erste Abschnitt als mit dem Vollen Querschnitt an eine Auskoppelöffnung angeschlossener, Über seine Breitseite in Richtung der Rundhohlleiterlängsachse abgewinkelter SO^-E-Krümmer (31, 31', 49) ausge* führt ist, daß der sich daran anschließende zweite Abschnitt jeweils als über seine Schmalseite abgewinkelter 90"-//-Krümmer (32, 32') ausgeführt ist, daß der darauffolgende dritte Abschnitt als über seine Breitseite abgewinkelter 50°-E-Krümmer (33, 33') ausgeführt ist, daß der sich anschließende vierte Abschnitt als gerader Hohlleiterabschnitt (34, 34') ausgeführt ist und daß jeweils zwei einander zugeordnete vierte Hohlleiterabschnitte (34, 34') in den Hohlleiter-Verzweigungen (41, 48) zusammengeführt sind, welche in der gemeinsamen Berührungsebene mit jeweils einer kapazitiv koppelnden koaxialen Sonde zur Auskopplung der £öi-Welle versehen sind.

4. Modenkoppler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Leistungsteiler ein 180"-Hybrid mit einem Summenausgang für das Fehlersignal und einem wellenwiderstandsrichtig abgeschlossenen Differenzausgang vorgesehen ist.