DE4014542C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Anordnung zum Anregen mehrerer entarteter Resonanzmoden in einem Hohlraumresonator durch eine sich in einem Hohlleiter ausbreitende Welle, wobei der Hohlleiter über mehrere Koppelöffnungen in der Wandung des Hohlraumresonators mit diesem gekoppelt ist.

Eine derartige Anordnung ist aus der US 42 18 666 bekannt. Hier ist ein Hohlleiter mit einem Hohlraumresonator entweder über zwei Koppelöffnungen in der Seitenwand oder über zwei Koppelöffnungen in den beiden Stirnseiten des Hohlraumresonators gekoppelt. Dabei sind die beiden Koppelöffnungen jeweils so angeordnet, daß darüber zwei gleiche, aber orthogonal zueinander polarisierte Resonanzmoden (z. B. TE11n) im Hohlraumresonator angeregt werden.

In dem Buch "Microwave Filters, Impedance-matching Networks and Coupling Structures von G. L. Matthaei, L. Young and E. M. Jones, McGraw-Hill Bok Company, 1964, S. 847-864" ist ein Hohlleiter-Richtungsfilter beschrieben, bei dem ein Hohlraumresonator über eine stirnseitige Koppelöffnung mit einem Hohlleiter gekoppelt ist. Die in dem Hohlleiter geführte Welle regt in dem Hohlraumresonator nur eine zirkular polarisierte Welle an. Mit diesem einen Resonanzmode ist in dem Hohlraumresonator nur ein einziger Filterkreis realisiert. Um zur Gestaltung einer brauchbaren Filtercharakteristik mehrere Filterkreise zu schaffen, sind hier viele Hohlraumresonatoren zu kaskadieren, was zu einer aufwendigen Filteranordnung mit großem Raumbedarf führt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche mit einem geringen Aufwand an Hohlleiterbauteilen die Realisierung einer großen Zahl von Filterkreisen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die mit der Erfindung geschaffene Möglichkeit, in einem Hohlraumresonator über einen Hohlleiter gleichzeitig mehrere Resonanzmoden anzukoppeln, eröffnen sich viele Freiheitsgrade für die Realisierung von Filtercharakteristiken.

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirn- und Seitenwandankopplung eines Hohlraumresonators an einen Hohlleiter, und

Fig. 2 eine zweifache Seitenwandankopplung über eine transversale und eine longitudinale Feldkomponente des Hohlleiters.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden in einem zylindrischen Hohlraumresonator HR1 zwei entartete Resonanzmoden, beispielsweise ein TE11n- und ein TM01m-Modus, angeregt, und zwar von einer in einem Hohlleiter H1 geführten Welle. Dieser Hohlleiter H1 ist z. B. rechteckförmig und führt die Grundwelle TE10. Der Hohlraumresonator HR1 besitzt eine erste Koppelöffnung K11 in einer seiner beiden Stirnseiten und eine zweite Koppelöffnung K12 in seiner Seitenwand. Wird der Hohlleiter H1, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, um 90 Grad abgewinkelt, so kann er einerseits über die erste Koppelöffnung K11 in der Stirnseite und andererseits über die zweite Koppelöffnung K12 in der Seitenwand mit dem Hohlraumresonator HR1 gekoppelt werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Koppelöffnungen K11 und K12 so ausgerichtet, daß über die erste Koppelöffnung K11 von der transversalen magnetischen Feldkomponente H_x der TE10-Welle des Rechteckhohlleiters H1 der TE11n Resonanzmodus im zylindrischen Hohlraumresonator HR1 und über die zweite Koppelöffnung K12 von derselben transversal magnetischen Feldkomponente H_x der TM01m Resonanzmodus angeregt wird.

Eine andere Möglichkeit, in einem Hohlraumresonator HR2 die beiden entarteten Resonanzmoden TE11n und TM01m anzuregen, zeigt die Fig. 2. In diesem Fall sind zwei Koppelöffnungen K21 und K22 in der Seitenwand des Hohlraumresonators HR2 angeordnet. Über beide Koppelöffnungen K21, K22 ist ein Hohlleiter H2 mit dem Hohlraumresonator HR2 gekoppelt. Die erste Koppelöffnung K21 ist so ausgerichtet, daß darüber der TE11n-Resonanzmodus im Hohlraumresonator HR2 von einer transversalen magnetischen Feldkomponente H_x der sich im Hohlleiter H2 ausbreitenden TE10-Welle angeregt wird. Die zweite Koppelöffnung K22 ist zu der ersten senkrecht orientiert, so daß dadurch der TM01n-Resonanzmodus im Hohlraumresonator HR2 von einer longitudinalen magnetischen Feldkomponente H_z der TE10-Welle im Hohlleiter H2 angeregt wird.

Neben den, wie beschrieben, angekoppelten Resonanzmoden können zusätzlich noch ein oder mehrere weitere Resonanzmoden im Hohlraumresonator zur Filterrealisierung ausgenutzt werden. Diese zusätzlichen Resonanzmoden können durch entsprechende in den Hohlraumresonator eingesetzte Koppelmittel mit den zuvor genannten Resonanzmoden gekoppelt werden. Dadurch können z. B. zwei Filterkreise (ein Filterkreis entspricht zwei Resonanzmoden) eines Richtungsfilters oder Allpasses in einem Hohlraumresonator verwirklicht werden.

Ein Richtungsfilter ließe sich mit den vorangehend dargelegten Anordnungen dadurch realisieren, daß die Resonanzmoden in dem Hohlraumresonator durch einen weiteren Hohlleiter wieder ausgekoppelt werden. Die Auskopplung kann z. B. in einer der oben beschriebenen Arten (s. Fig. 1, 2, 3) erfolgen.

Auch ein Allpaßfilter kann mit den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen verwirklicht werden. Dazu wird kein weiterer Hohlleiter an den Hohlraumresonator angekoppelt. Der Hohlraumresonator wird an seinen verbleibenden Stirnseiten so abgeschlossen, daß die in die dargestellten Koppelöffnungen eingekoppelten Wellen an den Stirnseiten des Hohlraumresonators reflektiert und anschließend durch die Koppelöffnungen wieder in den Hohlleiter eingekoppelt werden.

Es können auch mehrere Hohlraumresonatoren kaskadiert werden. Dadurch läßt sich die Zahl der Resonanzkreise noch erhöhen, sofern das für die Gestaltung bestimmter Filtercharakteristiken gewünscht ist.

Claims (5)

1. Anordnung zum Anregen mehrerer entarteter Resonanzmoden in einem Hohlraumresonator durch eine sich in einem Hohlleiter ausbreitende Welle, wobei der Hohleiter über mehrere Koppelöffnungen in der Wandung des Hohlraumresonators mit diesem gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelöffnungen so eingeordnet sind, daß von der Hohlleiter-Welle im Hohlraumresonator (HR1, HR2) über eine der Koppelöffnungen (K11, K12, K21, K22) ein TE-Resonanzmodus und über eine andere Koppelöffnung ein TM-Resonanzmodus angeregt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelöffnungen (K11, K12) so angeordnet sind, daß von einer Feldkomponente im Hohlleiter (H1, H3) der TE- und der TM- Resonanzmodus im Hohlraumresonator (HR1, HR3) angeregt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Koppelöffnung (K11) in einer Stirnwand des Hohlraumresonators (HR1) so angeordnet ist, daß dadurch von einer transversalen magnetischen Feldkomponente der TE10-Welle im rechteckigen Hohlleiter (H1) der TE11n Resonanzmode im zylindrischen Hohlraumresonator (HR1) angeregt wird und daß eine zweite Koppelöffnung (K12) in der Seitenwand des Hohlraumresonators (HR1) so angeordnet ist, daß dadurch von derselben transversalen magnetischen Feldkomponente der TM01m- Resonanzmode im Hohlraumresonator (HR1) angeregt wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelöffnungen (K21, K22) so angeordnet sind, daß jeder Resonanzmodus im Hohlraumresonator (HR2) von einer anderen Feldkomponente im Hohlleiter (H2) angeregt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Koppelöffnung (K21) in der Seitenwand des Hohlraumresonators so angeordnet ist, daß dadurch von einer longitudinalen magnetischen Feldkomponente der TE10-Welle im rechteckigen Hohlleiter der TE11n-Resonanzmodus im zylindrischen Hohlraumresonator angeregt wird und daß eine zweite Koppelöffnung (K22) in der Seitenwand des Hohlraumresonators (HR2) so angeordnet ist, daß dadurch von einer transversalen magnetischen Feldkomponente der TM01m- Resonanzmodus im Hohlraumresonator (HR2) angeregt wird.