DE3110599C2

DE3110599C2 - Polarisator für zirkular polarisierte Wellen

Info

Publication number: DE3110599C2
Application number: DE19813110599
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 8031 Gröbenzell Sedlmair
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3110599A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Polarisator für zirkular polarisierte H ↓1 ↓1-Wellen, bei dem elektromagnetische Energie in einen ersten Teiler zu gleichen Teilen aufgespalten wird, und weiterhin jeder Teil 3dB-Richtungskoppler durchläuft derart, daß insgesamt vier Anteile entstehen und diese vier Anteile in einem Hohlleiter phasenrichtig kombiniert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, solche Polarisatoren so zu konzipieren, daß sich ihre Herstellung möglichst vereinfacht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß von einem Eingangshohlleiter (1) gleiche Koaxialübergänge (4, 5) in Hohlleiter (6, 8) mit bogenförmigem Querschnitt einmünden, daß diese Hohlleiter (6, 8) durch weitere Hohlleiter (7, 9) mit ebenfalls bogenförmigem Querschnitt zu einer vollständigen Kreisform ergänzt sind, und im weiteren Verlauf gegenüberliegende Schmalseiten (11, 13) der Hohlleiter mit bogenförmigem Querschnitt Koppelöffnungen (11Δ, 13Δ) zur Bildung der 3dB-Koppler enthalten, und daß anschließend untereinander gleiche kapazitive Sonden (16, 17, 18, 19) von den vier Hohlleitern (6, 7, 8, 9) mit bogenförmigem Querschnitt in einen Ausgangshohlleiter (3) einmünden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Polarisator für zirkulär polarisierte Wellen, bei dem elektromagnetische Energie in einem ersten Teiler zu gleichen Teilen aufgespalten wird, und weiterhin jeder Teil 3 dB-Riehtungskoppler durchläuft, derart, daß insgesamt vier Anteile entstehen und diese vier Anteile in einen Hohlleiter phasenrichtig kombiniert werden. .

Durch Doppelausnutzung der Frequenzbänder mit Hilfe von orthogonaler Polarisation ist eine Steigerung der Übertragungskapazität von Richtfunkstrecken um der. Faktor zwei möglich. Deshalb werden /,. Zt. neue Satellitensysteme mit Dualpolarication ausgerüstet. Voraussetzung für die Doppelausnutzung sind Polarisationsweichen. Die bekannten Polarisationsweichen sind meist kompliziert und umfangreich. Oft sind die benötigten Hohlleitertelle nur galvanoplastisch herstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Polarisator oder auch eine Polarisationsweiche anzugeben, bei der hauptsächlich Drehteile und Rundrohre verwendet werden, was eine relativ billige Herstellung verspricht. Durch den Einsatz kapazitiver Koppclsondcn wird ein platzsparender Aufbau ermöglicht. Gegebenenfalls ist es in einfacher Weise möglich, einen für Heilzwecke interessierenden entkoppelten Ausgang für die Ιΐοι-Wcllc zu schaffen.

Ausgehend von den einleitend genannten Polarisatoren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß von einem Eingangshohlleiter gleiche Koaxialübergänge in Hohlleiter mit bogenförmigem Querschnitt einmünden, daß diese Hohlleiter durch weitere Hohlleiter mit ebenfalls bogenförmigem Querschnitt zu einer vollständigen Kreisform ergänzt werden, daß im weiteren Verlauf gegenüberliegende Schmalseiten der Hohlleiter mit bogenförmigem Querschnitt Koppelöff- -, nungen zur Bildung der 3 dB-Koppler enthalten und daIi anschließend untereinander gleiche kapazitive Sonden von den vier Hohlleitern mit bogenförmigem Querschnitt in einen Ausgangshohlleiicr einmünden.

Vorteilhafte Ausgestallungen sind in den Unieran-Sprüchen angegeben.

Ks wird nachstehend die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung
Fig. I eine prinzipielle Darstellung.
F i g. 2 eine Längsdarstellung und zusätzlich Quer-

Γ) schniiis/.eichnungcn in verschiedenen Schnittebenen.
F i g. 3 eine Schrägdarstellung.

Bei der Darstellung in Fig. 1 wird zunächst elektromagnetische Energie vom Anschluß 1 dem Teiler Ti zugeführt, und es schließt sich dort ein 3 dB-Koppler / an. Vom Anschluß 2 wird die Leitung auf einen Teiler 7~2 geführt. Es folgt wiederum ein 3 dB-Koppler //. und im Ausgangshohlleitcr 3. der dort gewissermaßen als Kombinator K wirkt, wird die elektromagnetische Energie wieder phasenrichtig zusammengesetzt.

j^ri Im folgenden ist noch davon auszugehen, daß an sich der Rcchteckhohlleiier 2 und die zugehörigen Aufteilungen 22 und 23 von F i g. 2 nicht zwingend erforderlich sind, so da.'i also die Anordnung zunächst als Polarisator wirkt.

jo Dieser Polarisator läßt sich zur Polarisationsweiche ergänzen, wenn der zweite Anschluß 2 und die zugehörigen Aufteilungen 22 und 23 noch vorgenommen werden.

Mit dem in Fig. I gezeigten Prinzip ist es möglich.

J5 eine kostengünstige Polarisationsweiche für zirkulär polarisierte Hn-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 /zu gleichen Anteilen auf beide 3 dB-Kopplcr /und //gegeben. Diese spalten davon wiederum je die Hälfte ab. Die in den 3 dB-Kopplcrn ausgekoppelten Signalanteile haben gegenüber den direkt durchlaufenden Anteilen 90"-Phasendifferenz. Im Rundhohllciter 3 des Kombinalors K setzen sich die beiden ausgekoppelten Anteile zu einer vertikal polarisierten Hn-WeIIe zusammen, während die direkten Anteile cine Hn-WeIIe von horizontaler Polarisation ergeben. Durch die Phasendifferenz von 90" zwischen den beiden Hn-Wellen

to resultiert Zirkularpolarisation. Ein am Eingang 2 eingespeistes Signal ergibt Zirkularpolarisation mit entgegengesetztem Drehsinn.

In F i g. 2 und 3 ist eine vorteilhafte Ausführungsform nach obigem Prinzip gezeigt. Es werden dabei haupt-

r, sächlich Dichteile und Rundrohrc verwendet, was eine kostengünstige Herstellung zur Folge hat.

Durch Verwendung von kapazitiven Koppclsondcn wird ein sehr platzsparender Aufbau ermöglicht. Die Eingänge 1 und 2 wurden als Hohlleiter ausgeführt. —

ω) Koaxialeingänge lassen sich ebenso verwirklichen. — Der Kingiingsrcehieekhohlleiter I führt zum Teiler /. Schnitiebeiic Λ-Λ. Dort führen die gegenüberliegenden Koaxialübergiinge 4 und ϊ indie Hohlleiter 6 und 8. Der Rechieckhohlleiier I endet etwa AIA nach der Teiler-

hi ebene A-A mit einem Kurzschluß. Die Hohlleiter b und 8 haben kreisförmig gebogene Breitseiten und sind mit dem Blech 14 verschlossen. Die benötigten 3 dB-Koppler werden dadurch realisiert, daß zwei SchniaKciien

der Hohlleiter 6 und 8. z. B. 11 und 13. mit Koppellöchcrn 11' und 13' verschen und die Koppelstrccken entsprechend lang gemacht werden, wie dies auch im Schnitt B-B und ^;rt r i g. J ge/.eigt ist. De·· 3 dB-Koppler / wird also durch die Hohlleiter 6 und 9 und das Koppelblech 13. der 3 dB-Koppler //durch die Hohlleiter 7 und 8 und das Koppelblech 11 gebildet.

Im Konibinator K. 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 Rundhohiieiter 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 Koppelblcehe 11 und 13 liegen auf einer Winkelhalbierenden zwischen den Sonden, r. Die Hohlleiter 6, 7, 8, 9 sind mit dem Blech 15. der Hohlleiter 3 mit dem Blech 20 im Absland von ca. Λ IA von den Sonden 16,17, 18,19 verschlossen.

Der Teiler // wird dadurch gebildet, daß sich der Rechieckhohlleiter 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 Überkopplung in die bogenförmigen Hohlleiter 7 und 9. Die Sonden 4, 24,5, 25 liegen gleichmäßig über den Umfang verteilt, d. h. zwei benachbarte >r> Sonden, z. B. 4 und 24. schließen einen Winkel von 90'' untereinander ein. Zu den mit den Koppelöffnungen IV und 13' versehenen Koppelblechcn 11 und 13 liegen sie auf Winkelhalbierenden. Damit liegt die Sonde 4 auch in der gleichen Längsebene wie Sonde 16 usw., vergl. jo Schnitt A-A mit Schnitt C-C Die Teiler / und // müssen nicht, wie hier.an dergleichen Stelle liegen.

Für Peilzwecke ist es vorteilhaft, die Polarisationsweiche zur Wellentypweiche zu erweitern, indem etwa ein entkoppelter Ausgang für die Eoi-Welle des Rund- j;, hohlleiters 3 geschaffen wird. Die Em-Welle erregt in den Sonden 16, 17, 18, 19 gleichphasige Signale. Diese durchlaufen die 3 dB-Koppler und werden, ohne Zusatzmaßnahmen, in den Teilern / und // reflektiert. In den Teilern können aber auch entkoppelte Ausgange für diese Signale geschaffen werden. Es genügt ein Ausgang, denn zur Peilung reicht ein Teil der Em-Energie. So ist in F i g. 2 und 3 im Teiler // eine kapazitive Sonde

26 mit koaxialem Ausgang 27 am Verzwcigungspunkt der Hohlleiter 2,22,23 als Eo 1-Ausgang vorgesehen. 4 >

Außerdem ist es möglich, im Mittelpunkt des Endbleches 20 eine kapazitive Ew-Sonde zu plazieren.

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-Hio-Wellen wie dem Rundhohiieiter 3 für seine Hn-WeIIe 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. .,,,

Wie vorstehend bereits erwähnt, hat die erfindungsgemäße Ausführung den Vorteil, daß verhältnismäßig einfache mechanische Teile, wie beispielsweise Drehteile und Rundrohre. verwendet werden kontiert, so daß ein platzsparender Aufbau ermöglicht wird. Darüber hinaus wi läßt sich auch für Peilzwecke ein entkoppelter Ausgang für die Em-WeIIe schaffen. Selbstverständlich ist die gezeigte Anordnung eine reziproke Anordnung, die in beiden Übertragimgsrichtiingen gleichermaßen funktionstüchtig ist. ι,-,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Polarisator für zirkulär polarisierte Hii-Wellen. bei dem elektromagnetische Energie in einen ersten Leistungsteiler zu gleichen Teilen aufgespalten wird und weiterhin jeder Teil 3 dB-Richtungskoppler durchläuft derart, daß insgesamt vier Anteile entstehen und diese vier Anteile in einem Hohlleiter phasenrichtig kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Eingangshohllciter (1) gleiche Koaxialübergänge (4, 5) in Hohlleiter (6, 8) mit bogenförmigem Querschnitt jinmündcn. daß diese Hohlleiter (6, 8) durch weitere Hohlleiter (7, 9) mit ebenfalls bogenförmigem Querschnitt zu einer vollständigen Kreisform ergänzt sind, daß im weiteren Verlauf gegenüberliegende Schmalseiten (31, 13) der Hohlleiter mit bogenförmigem Querschnitt Koppelöffnungen (H', 13') zur Bildung der 3 dB-Koppler enthalten und daß anschließend untereinander gleiche kapazitive Sonden (16, 17, 18, 19) von den vier Hohlleitern (6, 7, 8, 9) mit bogenförmigem Querschnitt in einen Ausgangshohlleiter (3) einmünden.

2. Polarisator nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß als Ergänzung zur Polarisationsweiche ein weiterer Eingangsteiler (2) vorhanden ist. der sich in zwei Teilhohlleiter (22, 23) aufzweigt und kreisbogenförmig zu gleichen Koppelsonden (24,25) führt, die in die Hohlleiter (7,9) kreisbogenförmigen Querschnitts einmünden.

3. Polarisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein entkoppelter Ausgang(27)fürdie Em-WtIIe vorhanden ist.