DE4305908A1 - Waveguide arrangement - Google Patents

Waveguide arrangement

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Abstract

In a waveguide arrangement for coupling energy fed into a waveguide inner space to two signal leads (3, 4), each of which is coupled to a probe (5, 6) projecting into the waveguide inner space, having a conductive resonant element (7) arranged centrally in the waveguide inner space with respect to its cross-section, which element is matched to the wavelength of the energy fed into the waveguide inner space in such a way that it can take up the energy as well as possible and that the energy taken up is coupled out on the probes (5, 6) which are arranged orthogonally to the longitudinal axis of the waveguide inner space and orthogonally to each other, to improve the cross- polarisation decoupling, provision is made of an electrically conductive separating element (8; 11) in the waveguide inner space, which element is arranged at an angle of approximately 45 DEG in each case to both probes (5, 6), considered in the direction of the longitudinal axis of the waveguide inner space. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenleiteranordnung zur Kopplung von in einem Wellenleiterinnenraum geführter Energie mit zwei Signalleitungen, welche mit je einer in den Wellenleiterinnenraum ragenden Sonde gekoppelt sind, mit einem in dem Wellenleiterinnenraum bezüglich dessen Querschnitt zentral angeordneten leitfähigen Resonanz­ element, das auf die Wellenlänge der in dem Wellenleiter­ innenraum geführten Energie so abgestimmt ist, daß es die Energie möglichst gut aufnehmen kann und daß die aufge­ nommene Energie auf die Sonden, die orthogonal zur Längs­ achse des Wellenleiterinnenraums und orthogonal zueinander angeordnet sind, ausgekoppelt wird.The invention relates to a waveguide arrangement for Coupling of guided in a waveguide interior Energy with two signal lines, each with one in the probe projecting inside the waveguide are coupled, with one in the waveguide interior with respect to it Cross section of centrally arranged conductive resonance element based on the wavelength of the in the waveguide indoor energy is adjusted so that it is the Can absorb energy as well as possible and that the up energy taken on the probes that are orthogonal to the longitudinal axis of the waveguide interior and orthogonal to each other are arranged, is coupled out.

Eine derartige Wellenleiteranordnung ist aus der EP-B 0 350 324 bekannt. Dort ist, im Querschnitt betrachtet, im Wellenleiterzentrum ein Resonanz-Element vorgesehen, das auf die Wellenlänge der auf dem Wellen­ leiterinnenraum geführten Energie abgestimmt ist. Die von diesem Resonanzelement aufgenommene Energie wird auf die beiden Sonden ausgekoppelt und von dort in die Signal­ leitungen weitergeführt. Diese Anordnung hat den Nachteil einer nicht hinreichenden Kreuzpolarisationsentkopplung. Darunter wird die Entkopplung von Wellen verschiedener, senkrecht aufeinanderstehender Schwingungsrichtungen, die in dem Wellenleiterinnenraum geführt werden, verstanden. So sind z. B. einzelne Wellen horizontal polarisiert, andere vertikal polarisiert. Die horizontal polarisierten Wellen sollen auf die eine, die vertikal polarisierten Wellen auf die andere Sonde ausgekoppelt werden. Die Dämpfung der auf eine Sonde ausgekoppelten Energie der jeweils unerwünschten Schwingungsrichtung wird als Kreuz­ polarisatonsentkopplung bezeichnet.Such a waveguide arrangement is from the EP-B 0 350 324 known. There is, in cross section considered, a resonance element in the waveguide center provided that on the wavelength of the on the waves conductor interior energy is coordinated. The of energy absorbed by this resonance element is transferred to the decoupled both probes and from there into the signal lines continued. This arrangement has the disadvantage insufficient cross-polarization decoupling. This includes the decoupling of waves from different perpendicular directions of vibration, the are guided in the waveguide interior, understood. So z. B. horizontally polarized individual waves, others vertically polarized. The horizontally polarized Waves are said to be the one that is vertically polarized Waves are coupled out to the other probe. The Attenuation of the energy coupled out to a probe each undesirable direction of vibration is called a cross called polarization decoupling.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Anordnung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Kreuzpolarisationsentkopplung verbessert wird.It is an object of the invention to provide this arrangement further develop that cross polarization decoupling is improved.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt dadurch, daß ein elektrisch leitfähiges Element in dem Wellenleiterinnen­ raum vorgesehen ist, welches in Betrachtungsrichtung der Längsachse des Wellenleiterinnenraums zu beiden Sonden unter einem Winkel von etwa je 45° angeordnet ist.This problem is solved in that a electrically conductive element in the waveguide space is provided, which in the viewing direction of the Longitudinal axis of the interior of the waveguide to both probes is arranged at an angle of approximately 45 ° each.

Das leitfähige Element ist, im Querschnitt des Wellen­ leiterinnenraums betrachtet, unter einem Winkel von jeweils etwa 45° zu den beiden Sonden angeordnet. Dieses Trennelement hat nicht die Aufgabe, selber die in dem Wellenleiterinnenraum geführte Energie aufzunehmen. Viel­ mehr hat es die Aufgabe, den Feldverlauf dieser Energie im Wellenleiterinnenraum dahingehend zu beeinflussen, daß die Trennung verschiedener senkrecht aufeinanderstehender Schwingungsrichtungen beim Einkoppeln auf die beiden Sonden besser gelingt, daß also die Kreuzpolarisations­ entkopplung verbessert wird. Tatsächlich gelingt nur durch Einfügen dieses Trennelements eine Verbesserung der Kreuz­ polarisationsentkopplung um 12 dB oder mehr. Dieser Wert ist verglichen mit anderen Lösungen sehr hoch.The conductive element is in the cross section of the waves considered inside the ladder, at an angle of each arranged about 45 ° to the two probes. This Separating element does not have the task, even in the Take up guided energy inside the waveguide. A lot it has the task of determining the field course of this energy in the To influence the interior of the waveguide so that the Separation of different vertical ones Direction of vibration when coupling to the two Probes succeeds better, so the cross polarization decoupling is improved. In fact, only succeeds Insert this divider to improve the cross polarization decoupling by 12 dB or more. This value is very high compared to other solutions.

Dabei kann das zentral angeordnete leitfähige Resonanz­ element, das auf die Wellenlänge der in dem Wellenleiter­ innenraum geführten Energie abgestimmt ist, beliebige Form haben, es kann bezüglich seines Querschnittes beispiels­ weise quadratisch, rund oder auch punktförmig ausgelegt sein.The centrally located conductive resonance can element based on the wavelength of the in the waveguide indoor energy is matched, any shape have, for example, in terms of its cross section wise square, round or punctiform his.

Gegenüber dem gemäß der EP-B-0 350 324 im Zentrum des Wellenleiterinnenraums vorgesehenen quadratförmigen resonativen Element kann der Wirkungsgrad der gesamten Anordnung weiter dadurch verbessert werden, daß, wie nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen ist, daß abgestimmte Element als ringförmiger Leiter oder als punktförmiger Leiter ausgebildet ist.Opposite that according to EP-B-0 350 324 in the center of the Waveguide interior provided square resonative element can be the overall efficiency  Arrangement can be further improved in that, as after further embodiments of the invention provide that coordinated element as a ring-shaped conductor or as point-shaped conductor is formed.

Das in dem Wellenleiterinnenraum, im Querschnitt gesehen, zu den beiden Sonden unter je einem Winkel von etwa 45° angeordnete Trennelement kann beiderseits des Resonanz­ elements angeordnet sein. Es kann also auf der den Sonden zugewandten Seite des Resonanzelements quasi zwischen diesen Sonden angeordnet sein, wobei jeweils ein Winkel von etwa 45° zu beiden Sonden eingehalten wird. Das Resonanzelement liefert aber gleich gute Ergebnisse der Kreuzpolarisationsentkopplung, wenn es auf der den Sonden abgewandten Seite des Resonanzelements angeordnet ist. Auch hier gilt, daß es mit seiner Hauptachse gegenüber den Achsen der beiden Sonden mit jewelis 45° zu diesen ange­ ordnet ist.That in the waveguide interior, seen in cross section, to the two probes at an angle of approximately 45 ° each arranged separating element can on both sides of the resonance elements. So it can be on the probes facing side of the resonance element quasi between these probes can be arranged, each an angle of about 45 ° to both probes. The Resonance element delivers equally good results of the Cross polarization decoupling when it is on the the probes opposite side of the resonance element is arranged. It also applies here that its main axis is opposite the Axes of the two probes with a 45 ° angle to them is arranged.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der das Trennelement auf der den Sonden abgewandten Seite des Resonanzelementes angeordnet ist und Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, in which the separating element is arranged on the side of the resonance element facing away from the probes and

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, bei der das Trenn­ element auf der den Sonden zugewandten Seite des Resonanz­ elements angeordnet ist. Fig. 2 shows a second embodiment in which the separating element is arranged on the side of the resonance element facing the probes.

Die Fig. 1 zeigt eine Wellenleiteranordnung 1 mit einem Resonanzelement und einem Trennelement. Fig. 1a zeigt die Anordnung im Querschnitt, d. h. also im Schnitt quer zur Längsachse des Resonanzelementes und Fig. 1b im Längs­ schnitt, d. h. also in Richtung der Längsachse der Wellen­ leiteranordnung 1. Der Wellenleiter kann bezüglich seines Querschnittes rund, aber auch quadratisch ausgelegt sein oder ähnliche Formen aufweisen. Fig. 1 shows a waveguide assembly 1 having a resonance element and a separating element. Fig. 1a shows the arrangement in cross section, that is, in cross section to the longitudinal axis of the resonance element and Fig. 1b in longitudinal section, that is, in the direction of the longitudinal axis of the waveguide arrangement 1 . The cross section of the waveguide can be round, but can also be square or have similar shapes.

In Fig. 1 ist in dem Querschnitt der Wellenleiter 2 zu erkennen, welcher zwei Öffnungen aufweist, in die Signal­ leitungen 3 bzw. 4 hineinragen. Die Signalleitung 3 mündet in eine Sonde 5 und die Signalleitung 4 mündet in eine Sonde 6. Beide Sonden 5 und 6 ragen in den Innenraum des Wellenleiters 2 hinein. Die Sonden 5 und 6 sind zueinander orthogonal sowie auch orthogonal zur Längsachse des Wellenleiters 2 auf einem Substrat 9 angeordnet. Die Fig. 1a zeigt in zentraler Anordnung ein Resonanzelement 7. Dieses Resonanzelement, das ebenfalls auf dem Substrat 9 angeordnet ist, ist bezüglich seiner Größe so ausgewählt, daß es die in dem Wellenleiterinnenraum in der Fig. nicht angedeutete vorhandene Energie möglichst gut aufnimmt. Die von dein Resonanzelement 7 aufgenommene Energie wird auf die Sonden 5 bzw. 6 ausgekoppelt.In Fig. 1 can be seen in the cross section of the waveguide 2 , which has two openings in the signal lines 3 and 4 protrude. The signal line 3 opens into a probe 5 and the signal line 4 opens into a probe 6 . Both probes 5 and 6 protrude into the interior of the waveguide 2 . The probes 5 and 6 are arranged orthogonally to one another and also orthogonally to the longitudinal axis of the waveguide 2 on a substrate 9 . The Fig. 1a shows in a central arrangement, a resonance element 7. The size of this resonance element, which is also arranged on the substrate 9 , is selected such that it absorbs as much as possible of the energy not indicated in the waveguide interior in the figure . The energy absorbed by the resonance element 7 is coupled out to the probes 5 and 6 , respectively.

Die Anordnung ist speziell dazu vorgesehen, Energien ver­ schiedener Schwingungsrichtung aufzunehmen. So ist beispielsweise eine Energie in vertikaler Richtung polarisiert, eine andere in horizontaler Richtung. Auf die Sonde 5 soll beispielsweise nur die in vertikaler Richtung polarisierte Energie ausgekoppelt werden, während auf die Sonde 6 die in horizontaler Richtung polarisierte Energie ausgekoppelt werden soll. Das Maß der Trennung dieser beiden Polarisationen wird als Kreuzpolarisations­ entkopplung bezeichnet. Diese Kreuzpolarisations­ entkopplung wird wesentlich verbessert durch Einfügen eines Trennelementes 8 in den Wellenleiterinnenraum. Die Fig. 1a zeigt, daß dieses Trennelement 8, das ebenfalls auf dem Substrat 9 angeordnet ist, in dem Innenraum so angeordnet ist, daß es zu den Hauptachsen der Sonden 5 bzw. 6 unter einem Winkel zu jeweils etwa 45° angeordnet ist. In der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das Trennelement 8 auf der den Sonden 5 bzw. 6 abgewandten Seite des Resonanzelementes 7 angeordnet. Das Trenn­ element 8 beeinflußt den Feldlinienverlauf der in dem Wellenleiterinnenraum geführten Energie und dient nicht dazu, selbst diese Energie aufzunehmen. Die Abstimmung des Resonanzelementes und der Ankopplung an die Sonden ist dabei weitestgehend von dem Vorhandensein des Trenn­ elementes unabhängig.The arrangement is specifically designed to absorb energies of different vibration directions. For example, one energy is polarized in the vertical direction, another in the horizontal direction. For example, only the energy polarized in the vertical direction is to be coupled out to the probe 5 , while the energy polarized in the horizontal direction is to be coupled out to the probe 6 . The degree of separation of these two polarizations is called cross polarization decoupling. This cross-polarization decoupling is significantly improved by inserting a separating element 8 into the interior of the waveguide. Fig. 1a shows that this separating element 8 , which is also arranged on the substrate 9 , is arranged in the interior such that it is arranged at an angle of approximately 45 ° to the main axes of the probes 5 and 6 , respectively. In the first embodiment according to FIG. 1, the separating element 8 is arranged on the side of the resonance element 7 facing away from the probes 5 or 6 . The separating element 8 influences the field line course of the energy carried in the waveguide interior and does not serve to absorb this energy itself. The tuning of the resonance element and the coupling to the probes is largely independent of the presence of the separating element.

Die Fig. 1b zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1a, jedoch im Längsschnitt. Dieser Längsschnitt zeigt das Substrat 9, das rückseitig eine metallisierte Schicht 10 trägt, die dazu dient, für die Signalleitungen 3 und 4 das gewünschte Hochfrequenzverhalten zu erreichen und diese als Mikro­ streifenleiter ausbilden. In der Darstellung gemäß Fig. 1b ist von diesen Signalleitungen nur die Signalleitung 4 sowie die mit dieser gekoppelte Sonde 6 erkennbar. FIG. 1b shows the arrangement according to Fig. 1a, but in longitudinal section. This longitudinal section shows the substrate 9 , which bears a metallized layer 10 on the back, which serves to achieve the desired high-frequency behavior for the signal lines 3 and 4 and to form these as a microstrip line. In the illustration according to FIG. 1b, only the signal line 4 and the probe 6 coupled to it can be seen of these signal lines.

Ebenfalls auf dem Substrat 9 ist das zentral angeordnete Resonanzelement 7 zu erkennen. In der Darstellung gemäß Fig. 1b optisch nicht eindeutig zu trennen ist das Trenn­ element 8, das ebenfalls auf dem Substrat 9 angeordnet ist.The centrally arranged resonance element 7 can also be seen on the substrate 9 . Optically not be clearly separated in the representation according to Fig. 1b, the separation element 8, which is also arranged on the substrate 9.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt dargestellt, also in einer Darstellung ent­ sprechend Fig. 1a. So zeigt Fig. 2 ebenfalls den Wellen­ leiter 2, das Substrat 9 und die auf diesem vorgesehenen Signalleitungen 3 und 4, die Sonden 5 und 6 sowie das zentral im Wellenleiterinnenraum angeordnete Resonanz­ element 7. In Fig. 2, a second embodiment of the invention is shown in cross section, that is in a representation accordingly Fig. 1a. So also, Fig. 2 shows the wave conductor 2, the substrate 9 and provided on this signal lines 3 and 4, the probes 5 and 6 and the centrally arranged in the waveguide interior resonant element 7.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein Trennelement 11 vorgesehen, welches, verglichen mit den Trennelementen 9 gemäß Fig. 1a, auf der anderen Seite des Resonanz­ elementes 7 angeordnet ist. Auch hier gilt jedoch, daß das Trennelement 11 unter einem Winkel von jeweils 45° zu den Hauptachsen der Sonden 5 bzw. 6 angeordnet ist. Die oben beschriebene Beeinflussung der Wellen zur Erreichung einer möglichst guten Kreuzpolarisationsentkopplung wird durch die Anordnung gemäß Fig. 2 in gleicher Weise erreicht wie durch die Anordnung gemäß Fig. 1a.In the illustration of FIG. 2 is a separating element 11 is provided, which, compared with the partition elements 9 of Fig. 1a, element on the other side of the resonator 7 is arranged. Here too, however, the separating element 11 is arranged at an angle of 45 ° to the main axes of the probes 5 and 6 , respectively. The above-described influencing of the waves to achieve the best possible cross-polarization decoupling is achieved by the arrangement according to FIG. 2 in the same way as by the arrangement according to FIG. 1a.

Claims (5)

1. Wellenleiteranordnung zur Kopplung von in einem Wellenleiterinnenraum geführter Energie mit zwei Signal­ leitungen (3, 4), welche mit je einer in den Wellenleiter­ innenraum ragenden Sonde (5, 6) gekoppelt sind, mit einem in dem Wellenleiterinnenraum bezüglich dessen Querschnitt zentral angeordneten leitfähigen Resonanzelement (7), das auf die Wellenlänge der in dem Wellenleiterinnenraum geführten Energie so abgestimmt ist, daß es die Energie möglichst gut aufnehmen kann und daß die aufgenommene Energie auf die Sonden (5, 6), die orthogonal zur Längs­ achse des Wellenleiterinnenraums und orthogonal zueinander angeordnet sind, ausgekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitfähiges Trennelement (7, 8) in dem Wellenleiterinnenraum vorge­ sehen ist, welches in Betrachtungsrichtung der Längsachse des Wellenleiterinnenraums zu beiden Sonden (5, 6) unter einem Winkel von etwa je 45° angeordnet ist.1. Waveguide arrangement for coupling energy carried in a waveguide interior with two signal lines ( 3 , 4 ), each of which is coupled to a probe ( 5 , 6 ) projecting into the waveguide interior, with a conductive conductor arranged centrally in the waveguide interior Resonance element ( 7 ), which is tuned to the wavelength of the energy guided in the interior of the waveguide so that it can absorb the energy as well as possible and that the absorbed energy on the probes ( 5 , 6 ), orthogonal to the longitudinal axis of the interior of the waveguide and orthogonal are arranged to one another, characterized in that an electrically conductive separating element ( 7 , 8 ) is provided in the waveguide interior, which in the viewing direction of the longitudinal axis of the waveguide interior to both probes ( 5 , 6 ) at an angle of approximately 45 ° each is arranged. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Wellenlänge der in dem Wellenleiterinnenraum geführten Energie abgestimmte Element (7) als ringförmiger Leiter ausgebildet ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the tuned to the wavelength of the energy guided in the waveguide interior element ( 7 ) is designed as an annular conductor. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Wellenlänge der in dem Wellenleiterinnenraum geführten Energie abgestimmte Element (7) als punktförmiger Leiter ausgebildet ist. 3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the tuned to the wavelength of the energy guided in the waveguide interior element ( 7 ) is designed as a point-like conductor. 4. Wellenleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (8) auf der den Sonden abgewandten Seite des Resonanzelementes ange­ ordnet ist.4. Waveguide arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the separating element ( 8 ) on the side facing away from the probes of the resonance element is arranged. 5. Wellenleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (11) auf der den Sonden zugewandten Seite des Resonanzelementes zwischen den Sonden angeordnet ist.5. Waveguide arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the separating element ( 11 ) is arranged on the side of the resonance element facing the probes between the probes.
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