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Polarisator ftir zirkular polarisierte'Wellen
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Die Erfindung betrifft einen Polarisator für zirkular polarisierte
Wellen, bei dem elektromagnetische Energie in einem ersten Teiler zu gleichen Teilen
aufgespalten wird, und weiterhin Jeder Teil 3 dB-Richtungskoppler durchlduft, derart,
daß insgesamt vier Anteile entstehen und diese vier Anteile in einen Hohlleiter
phasenrichtig kombiniert werden.
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Durch Doppelausnutzung der Frequenzbänder mit Hilfe von orthogonaler
Polarisation ist eine Steigerung der Ubertragungskapazität von Richtfunkstrecken
um den Faktor zwei möglich. Deshalb werden z.Zt. neue Satellitensysteme mit Dualpolarisation
ausgerüstet. Voraussetzung für die Doppelausnutzung sind Polarisationsweichen. Die
bekannten Polarisationsweichen sind meist kompliziert und umfangreich. Oft sind
die benötigten Hohlleiterteile nur galvanoplastisch herstellbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Polarisator bzw. auch
eine Polarisationsweiche anzugeben, bei der hauptsächlich Drehteile und Rundrohre
verwendet werden, was eine relativ billige Herstellung verspricht.
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Durch den Einsatz kapazitiver Koppelsonden wird ein platzsparender
Aufbau ermöglicht. Gegebenenfalls ist es in einfacher Weise möglich, einen für Peilzwecke
interessierenden entkoppelten Ausgang für die E01-Welle zu schaffen.
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Ausgehend von den einleitend genannten Polarisatoren, wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß in der Weise gelöst,
daß von einem Eingangshohlleiter
gleiche Koaxialübergänge in Hohlleiter mit bogenfdrmigem Querschnitt einmünden,
daß diese Hohlleiter durch weitere Hohlleiter mit ebenfalls bogenförmigem Querschnitt
zu einer vollständigen Kreisform ergänzt werden, und im weiteren Verlauf gegenüberliegende
Schmalseiten der Hohlleiter mit bogenförmigem Querschnitt Koppelöffnungen zur Bildung
der 3 dB-Koppler enthalten, und daß anschließend untereinander gleiche kapazitive
Sonden von den vier Hohlleitern mit bogenförmigem Querschnitt in einen Ausgangshohlleiter
einmünden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Es wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert.
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Es zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung,
Fig. 2 eine Längsdarstellung und zusätzlich Querschnitts zeichnungen in verschiedenen
Schnittebenen, Fig. 3 eine Schrägdarstellung.
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Bei der Darstellung in Fig. 1 wird zunächst elektromagnetische Energie
vom Anschluß 1 dem Teiler T1 zugeführt, und es schließt sich dort ein 3 dB-Eoppler
I an.
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Vom Anschluß 2 wird die Leitung auf einen Teiler T2 geführt. Es folgt
wiederum ein 3 dB-Koppler II und im Ausgangshohlleiter 3, der dort gewissermaßen
als Kombinator K wirkt, wird die elektromagnetische Energie wieder phasenrichtig
zusammengesetzt.
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Im folgenden ist noch davon auszugehen, daß an sich der Rechteckhohlleiter
2 und die zugehörigen Aufteilungen 22
und 23 von Fig. 2 nicht zwingend
erforderlich sind, so daß also die Anordnung zunächst als Polarisator wirkt.
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Dieser Polarisator läßt sich zur Polarisationsweiche ergänzen, wenn
der zweite Anschluß 2 und die zugehörigen Aufteilungen 22 und 23 noch vorgenommen
werden.
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Mit dem in Fig. 1 gezeigten Prinzip ist es möglich, eine kostengünstige
Polarisationsweiche für zirkular polarisierte H11-Wellen mit einer maximalen Bandbreite
von 2,08 zu realisieren. Anhand des Schaltbildes von Fig. 1 wird das Funktionsprinzip
der Polarisationsweiche erklärt. Ein am Eingang 1 eingespeistes Signal wird vom
Teiler I zu gleichen Anteilen auf beide 3 dB-Eoppler I und II gegeben. Diese spalten
davon wiederum Je die Hälfte ab. Die in den 3 dB-Kopplern ausgekoppelten Signalanteile
haben gegendber den direkt durchlaufenden Anteilen 900 -Phasendifferenz. Im Rundhohlleiter
3 des Kombinators K setzen sich die beiden ausgekoppelten Anteile zu einer vertikal
polarisierten H11-Welle zusammen, während die direkten Anteile eine H11-Welle von
horizontaler Polarisation ergeben. Durch die Phasendifferenz von 900 zwischen den
beiden H11-Wellen resultiert Zirkularpolarisation. Ein am Eingang 2 eingespeistes
Signal ergibt Zirkularpolarisation mit entgegengesetztem Drehsinn.
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In Fig. 2 und 3 ist eine vorteilhafte Ausfuhrungsform nach obigem
Prinzip gezeigt. Es werden dabei hauptsächlich Drehteile und Rundrohre verwendet,
was eine kostengünstige Herstellung zur Folge hat.
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Durch Verwendung von kapazitiven Koppelsonden wird ein sehr platzsparender
Aufbau ermöglicht. Die Eingänge 1 und 2 wurden als Hohlleiter ausgeführt. - Koaxialeingänge
lassen sich ebenso verwirklichen. -
Der Eingangsrechteckhohlleiter
1 führt zum Teiler I, Schnittebene A-A. Dort fUhren die gegenübrliegenden Roaxialübergange
4 und 5 in die Hohlleiter 6 und 8.
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Der Rechteckhohlleiter 1 endet etwa A/4 nach der Teilerebene A-A mit
einem Kurzschluß. Die Hohlleiter 6 und 8 haben kreisförmig gebogene Breitseiten
und sind mit dem Blech 14 verschlossen. Die benötigten 3 dB-Eoppler werden dadurch
realisiert, daß zwei Schmalseiten der Hohlleiter 6 und 8, z.B. 11 und 13, mit Koppellöchern
11' und 13' versehen und die Eoppelstrecken entsprechend lang gemacht werden, wie
dies auch im Schnitt B-B und in Fig. 3 gezeigt ist.
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Der 3 dB-Koppler I wird also durch die Hohlleiter 6 und 9 und das
Koppelblech 13, der 3 dB-Koppler II durch die Hohlleiter 7 und 8 und das Koppelblech
11 gebildet.
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Im Kombinator E, Schnitt C-C, werden die vier Teilwellen von den bogenförmigen
Hohlleitern 6, 7, 8, 9 mittels der kapazitiven Sonden 16, 17, 18, 19 in den Rundhohlleiter
3 geführt. Die vier gleichen Sonden sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, d.h.
zwei benachbarte Sonden schließen einen Winkel von exakt 90° untereinander ein.
Die Koppelbleche 11 und 13 liegen auf einer Winkelhalbierenden zwischen den Sonden.
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Die Hohlleiter 6, 7, 8, 9 sind mit dem Blech 15, der Hohlleiter 3
mit dem Blech 20 im Abstand von ca.
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von den Sonden 16, 17, 18, 19 verschlossen.
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Der Teiler II wird dadurch gebildet, daß sich der Rechteckhohlleiter
2 in die zwei gleich hohen Hohlleiter 22 und 23 aufteilt, siehe Schnitt A-A. Der
Keil 21 ist eine Anpassungshilfe. Mittels der kapazitiven Sonden 24 und 25 erfolgt
die Uberkopplung in die bogenförmigen Hohlleiter 7 und 9. Die Sonden 4, 24, 5, 25
liegen gleichmäßig über den Umfang verteilt, d.h. zwei be-
nachbarte
Sonden,z.B. 4 und 24, schließen einen Winkel von 900 untereinander ein. Zu den mit
den Soppelöffnungen 11' und 13' versehenen Koppeiblechen 11 und 13 liegen sie auf
Winkelhalbierenden. Damit liegt die Sonde 4 auch in der gleichen Längsebene wie
Sonde 16 usw., vergl. Schnitt A-A mit Schnitt C-C. Die Teiler I und II müssen nicht,
wie hier, an der gleichen Stelle liegen.
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Für Peilzwecke ist es vorteilhaft, die Polarisationsweiche zur Wellentypweiche
zu erweitern, indem etwa ein entkoppelter Ausgang für die E01-Welle des Rundhohlleiters
3 geschaffen wird Die E01-Welle erregt in den Sonden 16, 17, 18, 19 gleichphasige
Signale. Diese durchlaufen die 3 dD-Eoppler und werden, ohne Zusatzmaßnahmen, in
den Teilern I und II reflektiert. In den Teilern können aber auch entkoppelte Ausgänge
für diese Signale geschaffen werden. Es genUgt ein Ausgang, denn zur Peilung reicht
ein Teil der E01-Energie. So ist in Fig. 2 und 3 im Teiler II eine kapazitive Sonde
26 mit koaxialem Ausgang 27 am Verzweigungspunkt der Hohlleiter 2, 22, 23 als 201-Ausgang
vorgesehen.
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Außerdem ist es möglich, im Mittelpunkt des Endbleches 20 eine kapazitive
E01-Sonde zu plazieren.
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Bei der gezeigten Ausführungsform kann es für Anpassungszwecke günstig
sein, den bogenförmigen Hohlleitern 6, 7, 8, 9 die gleiche Grenzfrequenz für die
in ihnen laufenden quasi-H10-Wellen wie dem Rundhohlleiter 3 für seine H11-Welle
zu geben. Das kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die Bleche 10 und 12 entsprechend
dick ausgeführt werden, da die Grenzfrequenz der Hohlleiter 6, 7, 8, 9 erhöht werden
muß.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, hat die erfindungsgemäße Ausführung
den Vorteil, daß verhältnismäßig ein-
fache mechanische Teile, wie
beispielsweise Drehteile und Rundrohre, verwendet werden können, so daß ein platzsparender
Aufbau ermöglicht wird. Darüber hinaus läßt sich auch für Peilzwecke ein entkoppelter
Ausgang für die B01-Welle schaffen. Selbstverständlich ist die gezeigte Anordnung
eine reziproke Anordnung, die in beiden Ubertragungsrichtungen gleichermaßen funktionstüchtig
ist.
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3 Patentansprüche 3 Figuren