DE69112943T2

DE69112943T2 - Übergangsstück zwischen elektromagnetischen Hohlleitern, insbesondere zwischen einem Rundhohlleiter und einem Koaxialhohlleiter.

Info

Publication number: DE69112943T2
Application number: DE69112943T
Authority: DE
Inventors: Christian Sabatier
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2011-07-20
Also published as: EP0467818A1; FR2665025A1; US5227744A; EP0467818B1; FR2665025B1; JPH0690103A; DE69112943D1

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Übergangselemente zwischen elektromagnetischen Wellenleitern.
Im Bereich der Hyperfrequenzen sind Wellenleiter die Elemente, welche die Übertragung eines elektromagnetischen Signals gewährleisten, beispielsweise zwischen einer Quelle und einem Abstrahlungselement. Die meist verbreiteten Übertragungselemente für Hyperfrequenzsignale sind rechteckige Leiter, kreisförmige Leiter und koaxiale Leiter.
Übergangselemente sind solche, die einfach zwischen zwei verschiedenartige Leiter eingefügt werden, um die Übertragungstechnik zu wechseln. So gibt es Übergangselem ente, mit denen man von einem rechteckigen Leiter zu einem koaxialen Leiter, von einem rechteckigen Leiter zu einem kreisförmigen Leiter, von einem kreisförmigen Leiter zum koaxialen Leiter und umgekehrt überwechseln kann.
So wird zum Beispiel ein ko-linearer Übergang zwischen einem rechteckigen Wellenleiter und einen koaxialen Wellenleiter im Dokument US 2 981 904 (AJIOKA) beschrieben. Zweck dieses Übergangs ist es, einen Breitbandübergang bereitzustellen, der die Transformation vom TE10-Modus (im rechteckigen Leiter) zum TEM- Modus (im koaxialen Leiter) sicherstellt. Alle angewandte Mitteln (insbesondere Schneide und geneigter Block), weisen einen kontinuierlich variablen Querschnitt auf.
Die am meisten angewandten Übergänge sind solche, bei denen von einem rechteckigen oder einem kreisförmigen Wellenleiter zu einem koaxialen Leiter gewechselt wird.
Kreisförmige Leiter werden bevorzugt für bestimmte Frequenzbänder genutzt, da sie merkliche Vorteile aufweisen: sie sind leichter zu verwirklichen, als rechteckige Wellenleiter, und ihre kreisförmige Konfiguration ermöglicht ihre Anwendung als drehbare Übergänge (insbesondere im Bereich der Drehantennen, die bei der Luft- und Seefahrtsüberwachung eingesetzt werden), wobei eine feststehende und eine bewegliche Vorrichtung mechanisch voneinander getrennt werden, ohne das es zu einer Diskontinuität bei der Wellenleitung kommt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist der Übergang zwischen kreisförmigen Wellenleitern und koaxialen Wellenleitern.
Bekannterweise und wie im Dokument US 2 207 845 (WOLFF) erläutert, erfolgt der Übergang von einem kreisförmigen zu einem koaxialen Wellenleiter durch allmähliches Auftreten eines inneren Leiters (wie in Figur 2 dargestellt).
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt eines Übergangs zwischen einem kreisförmigen und einem koaxialen Wellenleiter.
Eine elektromagnetische Welle pflanzt sich in eine Richtung 24 in einem kreisförmigen Wellenleiter 21 fort, dem ein Übergang 22 mit Radius A angeschlossen ist, welcher in seiner Mitte einen kegelförmigen Leiter 20 aufweist. Der kegelförmige Leiter 20 ist ein Ende eines kreisförmigen Leiters 23 mit dem Radius B, der als Mittelleiter eines koaxialen Leiters 25 dient. Der Übergang 22 ist ein Ende eines koaxialen Wellenleiters 25. Der koaxiale Wellenleiter 25 besteht aus zwei Leitern 23, 26, mit dem äußeren Radius A und dem inneren Radius B, sowie aus einem Dielektrikum 27, der das koaxiale Anbringen des inneren Leiters 23 innerhalb des äußeren Leiters 26 ermöglicht. Das Dielektrikum kann entweder den Raum zwischen dem inneren Leiter 23 und dem äußeren Leiter 26 über der gesamten Länge des koaxialen Leiters füllen, oder es kann aus dünnen Scheiben dielektrischen Materials bestehen, die einen gewissen Abstand untereinander aufweisen und gleichmäßig entlang des koaxialen Leiters verteilt sind. Das gewählte Dielektrikum darf selbstverständlich die Wellenübertragung nicht beeinträchtigen.
Der allmähliche Übergang 22 wird durch einen Winkel acharakterisiert. Üblicherweise liegt der Wert des Winkels α zwischen 7 und 10 Grad, je nach gewünschtem Paßband und dem Stehwellenverhältnis (SWR). Die Beziehungen zwischen dem SWR, dem Paßband und dem Winkel a sind so, daß der Winkel α klein sein muß, wenn man ein hohes Paßband oder ein schwaches Stehwellenverhältnis (SWR) (schwache Fehlanpassung, starke übertragene Leistung) wünscht.
Damit also die hergestellten Übergänge das Paßband nicht allzusehr einschränken oder keine allzu starke Reflexion aufgrund einer Fehlanpassung verursachen, muß ein kleiner Winkel α gewählt werden, für einen konstanten Radius B des Mittelleiters, wodurch sich eine relativ große Übergangslänge 22 ergibt.
Eine große Übergangslänge ist ein nicht vernachlässigbarer Nachteil, insbesondere dann, wenn keine Kompromisse bei den Übertragungsmerkmalen akzeptabel sind. So ist es nicht immer möglich, um eine annehmbare Abschnittfrequenz und ein annehmbares Paßband aufrechtzuerhalten, den Radius B des Mittelleiters 23 zu verringern, damit die Übergangslänge 22 verringert werden kann.
Andererseits ist das Gewicht des Übergangs 22 um so folgenschwerer, je länger der Übergang ist. Dies ist ein größerer Nachteil, insbesondere dann, wenn ein solcher Übergang 22 Teil einer Vorrichtung ist, die für den Einbau in einem Satelliten vorgesehen ist.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Übergänge besteht darin, daß das Ende 28 des kegelförmigen Teils 20 des Mittelleiters 23 unbedingt in der Mitte des kreisförmigen Wellenleiters 21 angebracht sein muß, um keinen unerwünschten Wellentyp anzuregen, insbesondere den TEM-Modus (Elektrische Magnetische Transversale) des koaxialen Leiters 25, der sich unabhängig von der Übertragungsfrequenz fortpflanzen kann.
Ein besondere Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteilen entgegenzuwirken.
Genauer gesagt ist ein erster Zweck der Erfindung die Realisierung eines Übergangselementes zwischen einem kreisförmigen elektromagnetischen Wellenleiter und einem koaxialen Wellenleiter, dessen Masse und Länge im Vergleich zu den bekannten Übergängen stark verringert ist, wobei Paßband und Anpassung gleichwertig bleiben.
Ein zweiter Zweck dieser Erfindung ist das Bereitstellen eines Übergangselementes, das den Erhalt der gewünschten Fortpflanzungsart(en) gewährleistet, wobei das Anregen unerwünschter Modi vermieden wird. Insbesondere zielt die Erfindung darauf, das TEM-Modus im koaxialen Leiter nicht zu erregen.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Übergangselementes zwischen einem kreisförmigen Wellenleiter und einem koaxialen Wellenleiter, wobei die Position des Mittelleiters nicht so kritisch ist, wie im Falle eines kegelförmigen Endteils des Mittelleiters.
Diese Ziele sowie andere, die anschließend ersichtlich werden, erreicht man mittels eines Übergangselementes für elektromagnetische Wellenleiter von der Art, die den Übergang zwischen einem kreisförmigen Wellenleiter und einem koaxialen Wellenleiter sicherstellt, die einen Mittelleiter umfassen, wobei das Übergangselement über einen äußeren kreisförmigen Leiter verfügt, der mit einem inneren Leiter zusammenwirkt, welcher einen Endteil des Mittelleiters des koaxialen Wellenleiters bildet, wobei der äußere kreisförmige Leiter einerseits mit dem kreisförmigen Wellenleiter und andererseits mit dem koaxialen Wellenleiter jeweils koaxial verbunden ist und der innere Leiter mindestens einen Abschnitt mit annähernd konstantem Querschnitt aufweist, der kleiner ist als der Querschnitt des Mittelleiters des koaxialen Leiters.
Die Anwendung solcher Abschnitte annähernd konstanten und verringerten Querschnitts (oder "Zwischenstücke") anstelle der klassischen Mittel mit kontinuierlich veränderlichem Querschnitt ermöglicht eine Verringerung des Platzbedarfs des Übergangsteils um etwa 50 %, bei gleichwertigen Paßbändern und Anpassungen.
Vorteilhafterweise weist der innere Leiter an beiden Enden der Abschnitte steile Abstufungen auf. Dadurch wird das Problem der Zentrierung des inneren Leiters wesentlich entschärft.
Der innere Leiter kann ebenfalls eine kegelförmige oder kegelstumpfartige Frontfläche aufweisen.
Vorteilhafterweise wird der innere Leiter aus einem ersten Endabschnitt mit Kreisquerschnitt gebildet, der eine abrupte Frontfläche aufweist, aus einem zweiten Abschnitt mit Kreisquerschnitt und Radius, der größer ist als der Radius des ersten Endabschnitts, wobei der zweite Abschnitt eine erste abrupte Abstufung für die Verbindung mit dem ersten Abschnitt und eine zweite abrupte Abstufung für die Verbindung mit dem Mittelleiter des koaxialen Wellenleiters aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung weist der äußere kreisförmige Leiter einen Verengungsabschnitt des inneren Durchmessers auf der Höhe des oder der Abschnitte des inneren Leiters auf.
Bevorzugterweise weist der Verengungsabschnitt einen verkleinerten Durchmesser auf, der über eine Länge konstant ist, die in etwa mittig zur Frontfläche des Endes des inneren Leiters liegt.
Vorteilhafterweise weist der innere Leiter zwei aufeinanderfolgende Abschnitte auf und der Verengungsabschnitt des äußeren Leiters erstreckt sich in etwa bis zur Mitte des zweiten Teilabschnittes mit dem größeren Radius.
Bevorzugterweise weist der Verengungsabschnitt an beiden Enden abrupte Abstufungen auf.
Eine besondere Anwendung der Erfindung sind Zweiband-Duplexer.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung einer vorteilhaften Anwendung deutlich, die zur Veranschaulichung und keineswegs einschränkend vorgestellt wird, sowie beim Studieren der als Anhang beigelegten Figuren, wobei:
- Figur 1 eine schematische Darstellung eines Zweiband-Duplexers ist, der einen Übergang zwischen einem kreisförmigen und einem koaxialen Wellenleiter anwendet;
- Figur 2 einen Längsschnitt eines bereits existierenden Übergangs zwischen einem kreisförmigen und einem koaxialen Wellenleiter darstellt;
- Figur 3 einen seitlichen Schnitt eines Übergangs nach einer besonderen Anwendung dieser Erfindung darstellt;
- Figur 4 die Entwicklung des Stehwellenverhältnisses (SWR), für Übertragungsfrequenzen von 3 bis 4,5 GHz, eines Übergangs gemäß der Erfindung und einem abrupten Übergang darstellt.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt eines Übergangs existierender Art.
Wie früher beschrieben, sind die bekannten Übergänge von der progressiven Art und durch den Wert des Winkels α charakterisiert. Die Abschnittfrequenz des koaxialen Leiters 25 nimmt zu, wenn die Radien A oder B abnehmen und das Verhältnis der Radien A/B abnimmt. So bewirkt die Abnahme des Winkels α eine größere Übergangslänge 22, wenn man eine vernünftigerweise geringe Abschnittfrequenz und somit ein großes Paßband aufrechterhalten will.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt eines Übergangs 30 vom kreisförmigen Leiter 30 zum koaxialen Leiter 25, gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Der dargestellte Übergang 30 kann in zwei Teile aufgeteilt werden:
- einen äußeren kreisförmigen Leiter 31 mit Radius A, der vorteilhafterweise eine Aussparung oder Verengungsabschnitt 32 mit Radius R&sub1; und Länge L&sub1; aufweist, der das Konzentrieren des elektromagnetischen Feldes ermöglicht;
- einen inneren Leiter, bestehend aus einem Mittelleiter 33, der aus zwei Abstufungen 34 und 35 mit den Radien R&sub2; bzw. R&sub3; und den Längen L&sub2; und L&sub3; zusammengesetzt ist, mit einem abrupten Übergang 38 zwischen den Abstufungen 34 und 35 und einem zweiten abrupten Übergang 39 zwischen der zweiten Abstufung 35 und dem Abschnitt des Mittelleiters mit dem größeren Radius, wobei dieser Abschnitt des Mittelleiters das Ende des Mittelleiters 23 des koaxialen Leiters 25 bildet.
Der Verengungsabschnitt 32 ist durch zwei Frontflächen 40 und 41 begrenzt, die vorteilhafterweise abrupt sind, und befindet sich auf der Höhe der Zwischenabstufungen 34, 35.
Die Frontfläche 36 des inneren Leiters 33 ist vorteilhafterweise abrupt und senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung 24 der Hyperfrequenzwelle. In diesem Falle ist die Lage des Mittelleiters 33 nicht so kritisch wie wenn die Frontfläche 36 kegeloder kegelstumpfförmig ist. Ist die Frontfläche 36 des Mittelleiters 33 kegel- oder kegelstumpfförmig, ist es unerläßlich, die Frontfläche in der Mitte des Wellenleiters 21 zu plazieren, um keine unerwünschte Fortpflanzungsmodi zu erregen, beispielsweise die TEM-Module des Wellenleiters, der sich unabhängig von der Frequenz des übertragenen Signals fortpflanzt.
Es ist dennoch durchaus möglich, eine Frontfläche 42 des kegelförmigen Mittelleiters 33 zu nutzen, wobei die korrekte Positionierung des Mittelleiters 33 dann von grundlegender Bedeutung für eine gute Fortpflanzung der Hyperfrequenzwelle ist. Die Frontfläche kann auch kegelstumpfförmig sein.
Die Anwendung eines Innenleiters 33, der eine Reihe von Abstufungen 34, 35 aufweist, kann durchaus in Betracht gezogen werden sowie eine andere Zahl von Abstufungen am äußeren Leiter auf der Höhe des Übergangs 30. Die Zahl der Abstufungen ist eine Funktion des gewünschten Paßbandes sowie der Geometrie des kreisförmigen Wellenleiters 21 und des koaxialen Leiters 25. Das Hinzufügen zusätzlicher Übergänge bewirkt eine größere Länge des Übergangs 30, ohne das SWR notwendigerweise zu erhöhen, weil das Verhältnis zwischen Frequenz und Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle im Leiter für den TE&sub1;&sub1;-Modus aufgrund der Streuung nicht linear ist.
Die Frontfläche befindet sich bevorzugt in der Mitte des Verengungsabschnitts, aber eine andere Position der Frontfläche 36 im Verhältnis zu diesem Abschnitt ist denkbar, abhängig von den gewünschten Übertragungseigenschaften.
Andererseits besteht eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darin, daß der Verengungsabschnitt 32 des äußeren Leiters 31 sich in etwa bis zum mittleren Teil der zweiten Abstufung 35 mit dem Radius R&sub3; erstreckt.
Der Übergang 30 kann entweder ein Ende des koaxialen Leiters 25 bilden, der in diesem Falle (mit Hilfe von nicht dargestellten Verbindungsmitteln) mit dem kreisförmigen Leiter 21 verbunden werden kann, oder in eine monolithische Gruppe eingefügt werden, bestehend aus dem kreisförmigen Leiter 21, aus dem Übergang 30 und aus dem koaxialen Leiter 25.
Im Falle einer rotationssymmetrischen Struktur können nur die TE1X- und TM1X- Modien durch eine Diskontinuität angeregt werden, für eine Erregung im TE&sub1;&sub1;-Mode in Richtung 24. In beiden Wellenleitern ist somit die dominierende Mode die TE&sub1;&sub1;- Mode und die erste höhere Mode ist die TM&sub1;&sub1;-Mode.
Betrachtet man beispielsweise einen kreisförmigen Leiter mit dem Radius A = 40 mm, so ist seine Abschnittfrequenz 2,198 GHz für die TE&sub1;&sub1;-Mode und 4,574 GHz für die TM&sub1;&sub1;-Mode. Gleichweise weist ein koaxialer Leiter mit den Radien 14 bzw. 40 mm jeweils für den Mittel leiter und den äußeren Leiter, eine Abschnittfrequenz von 1,815 GHz für die TE&sub1;&sub1;-Mode und von 5,989GHz für die TM&sub1;&sub1;-Mode auf.
So ist die Fortpflanzung die dominierende Mode TE&sub1;&sub1; theoretisch für Frequenzen zwischen 2,198 GHz und 4,574 GHz möglich. In der Praxis liegt die untere Abschnittfrequenz etwas höher und beträgt ca. 2,25 GHz, damit die Streuung akzeptabel bleibt. Das Paßband liegt somit in der Praxis zwischen 2,25 und 4,5 GHz, wenn man das Übergangselement nicht berücksichtigt.
Das Paßband wird gegeben durch:
(Fa - Fb)/Fb, wobei Fa die obere und Fb die untere Frequenz ist.
Für die Konfiguration eines bekannten Übergangs, wie in Figur 2 dargestellt, erhält man, bei Einhaltung eines 50 % Paßbandes (3 bis 4,5 GHz) und mit einem SWR, der kleiner als 1,12 ist (gute Übergangsanpassung), eine Abmessung von 100 mm für den Übergang 22 für ein Verhältnis A/B = 2,85 (A = 40 mm und B = 14 mm) sowie einen Winkel α von 8 Grad. Das Paßband wird freiwillig auf 50 % begrenzt, um das SWR nicht zu verschlechtern.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird die folgende Geometrie angewandt: R&sub1; = 38,72 mm; R&sub2; = 5,94 mm; R&sub3; = 10,3 mm; L&sub1; = 52,48 mm; L&sub2; = 21,19 mm; L&sub3; = 22,66 mm; L&sub4; = 2,07 mm;
wobei L&sub4; der Abstand zwischen dem Verbindungsabsatz der zweiten Abstufung 35 mit dem Mittelleiter 35 und der Abstufung zwischen dem Verengungsabschnitt 31 des äußeren Leiters 31 und dem äußeren Leiter 23 mit dem größeren Radius ist. Mit diesen Werten erhält man die folgenden Übertragungseigenschaften:
- äquivalentes Paßband (von 3 bis 4,5 GHz, oder 50 %):
- SWR kleiner als 1,12, d. h., mit äquivalentem Wert.
Man stellt somit fest, daß der fibergang 30 gemäß der beschriebenen Ausführung dieselben Paßband- und SWR-Eigenschaften wie ein Übergang 22 aufweist, wie in Fig. 2 dargestellt, mit den gleichen Geometrien für den Eingangsleiter (kreisförmiger Leiter 21) und für den Ausgangsleiter (koaxialer Leiter 25).
Der Hauptvorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die Länge des Übergangs 30 mit den oben erwähnten Eigenschaften nur noch 54,55 mm beträgt (L&sub1; + L&sub2;), was ein Platzgewinn von 45,45 % bedeutet. In Anlehnung an die klassischen Übergänge, entspricht diese Länge einem Winkel α von 14,45 Grad. In diesem Falle beträgt das Paßband nur noch 25 % für ein SWR, das kleiner als 1,12 ist, was beweist, daß es günstig ist, einen "kompakten" Übergang 30 gemäß der Erfindung anzuwenden. Das SWR bleibt unverändert, unabhängig von der Fortpflanzungsrichtung der Hyperfrequenzwelle (vom kreisförmigen Leiter zum koaxialen Leiter oder vom koaxialen Leiter zum kreisförmigen Leiter).
Da zudem der Übergang 30 kürzer ist, ist seine Masse kleiner als die der bekannten Übergänge. Das begünstigt insbesondere die Anwendung eines solchen "Kompaktübergangs" für Vorrichtungen, die in Satelliten eingebaut sind.
Es können selbstverständlich zusätzliche Abstufungen eingefügt werden und die Abmessungen der verschiedenen Diskontinuitäten (Abstufungen des inneren Leiters, Einschnitt des äußeren Leiters) können je nach angestrebtem Ergebnis (Paßband, SWR) verändert werden.
Es ist ebenfalls denkbar, die aufeinanderfolgenden Abstufungen 34, 35 durch Schrägen zu verbinden, wobei die Abstufungen selbstverständlich parallel zur Fortpflanzungsrichtung 24 der elektromagnetischen Welle bleiben.
Figur 4 stellt den Verlauf des SWR für den Übertragungsmodus TE&sub1;&sub1; dar, für einen Übergang gemäß der Erfindung sowie für einen abrupten Übergang.
Die Übertragungsfrequenz der Abszisse variiert zwischen 3 und 4,5 GHz (50 % des Paßbandes im TE&sub1;&sub1;-Modus).
Die Charakteristik 50 stellt die Variation des SWR für den Fall eines "kompakten" Übergangs mit Abstufungen gemäß der Erfindung, zwischen einem kreisförmigen Leiter und einem koaxialen Leiter dar. Die Abmessungen der vorherigen Längen und Radien werden beibehalten. Man stellt fest, daß für ein Paßband von 50 %, das SWR unterhalb 1,12 bleibt, unabhängig von der Übertragungsfrequenz, und daß es insbesondere ein Minimum in der Umgebung von 3,3 GHz durchläuft.
Die Charakteristik 51 ist die eines abrupten Übergangs zwischen den gleichen Leitern wie vorher: der Außenradius des koaxialen Wellenleiters beträgt 40 mm und der Radius des kreisförmigen Leiters ebenfalls. Der Radius des Innenleiters des koaxialen Leiters beträgt 14 mm, und dieser Leiter weist ein schräg abgeschnittenes Ende auf. Die Charakteristik 51 weist einen SWR auf, der ständig größer als 1,9 ist, hat ein Minimum in der Umgebung von 3,4 GHz, und das SWR steigt beträchtlich an, wenn die Frequenz größer als 4 GHz wird.
Diese Ergebnisse zeigen deutlich den Vorteil der Anwendung eines "Kompaktübergangs" mit Abstufungen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine besondere Anwendung für die Übergänge zwischen kreisförmigen Leitern und koaxialen Leitern ist die Verwirklichung von Zweiband- und Doppelpolarisation- Duplexern. Die Erfindung kann insbesondere auf einen Zweiband-Duplexer angewandt werden, wie in Fig. 1 dargestellt, der einen Übergang zwischen einem kreisförmigen Leiter und einem koaxialen Leiter anwendet.
Wie in der Figur 1 dargestellt, umfaßt eine solche Vorrichtung einen kreisförmigen Leiter 10, der mit einem Übergang 11 zusammenhängt, gefolgt von einer Gruppe 2 von zwei Duplexern und dann von einem koaxialen Leiter 13. Der koaxiale Leiter 13 hat in seiner Mitte ein leitendes Element 14, das sich entlang des gesamten koaxialen Leiters erstreckt, und sein Ende 15 befindet sich in der Übergangszone 11. Die Kopplung zwischen dem Duplexerteil und dem (nicht dargestellten) Wellenleiter wird durch symmetrische Schlitze gewährleistet.
Allgemein ist die horizontale oder vertikale Polarisation in den zwei Frequenzbändern nicht identisch.
Das Erregen des oberen Bandes erfolgt über einen kreisförmigen Wellenleiter, der in der TE&sub1;&sub1;-Mode angeregt ist. Beide Polarisierungen können im kreisförmigen Wellenleiter vorhanden sein, je nach Erregung der TE&sub1;&sub1;-Mode.
Für das untere Band erfolgt die Erregung durch Kopplung mittels eines Schlitzes zwischen einem rechteckigen Leiter und dem koaxialen Leiter. Es müssen zwei symmetrische Schlitze angewandt werden, um den TE&sub1;&sub1;-Modus des koaxialen Leiters zu erregen. Die Erregung des TEM-Modus, der sich unabhängig von der Leitergeometrie und von der Arbeitsfrequenz fortpflanzt, kann nicht in dieser Weise erfolgen. Die Trennung des rechteckigen Eingangsleiters (nicht dargestellt) in zwei identischen rechteckigen Leitern für das Erregen der symmetrischen Schlitze erfolgt mittels eines T-Stücks.
Es ist ebenfalls möglich, die zwei Polarisierungen je nach der Position der zwei symmetrischen Schlitze zu erhalten. Um sicherzustellen, daß sich die Welle in Richtung auf das strahlende Element und nicht zum kreisförmigen Leiter 10 hin fortpflanzt, muß der Radius des kreisförmigen Leiters 10 einen Kurzschluß für alle Frequenzen des unteren Bandes herstellen.
Das Interesse eines solchen Duplexers, im Vergleich zu einem Duplexer, dessen Ausgang die Gestalt eines kreisförmigen Leiters hat, besteht darin, daß das Paßband im Falle des koaxialen Leiters größer ist. Das Erscheinen der oberen Modi erfolgt bei Frequenzen, die bei einem koaxialen Leiter höher sind als bei einem kreisförmigen Leiter, vorausgesetzt, die Radien der zwei Leiter des koaxialen Leiters (innerer und äußerer Leiter) wurden richtig gewählt. In diesem Falle kann der Frequenzabstand zwischen den zwei Bändern größer sein.
Im Falle der Anwendung der "kompakten" Übergangstechnologie der Erfindung, ermöglicht der Übergang mit Abstufungen das Erreichen eines schwachen SWR, wodurch der verwendete Zweiband-Duplexer im Prinzip keine Anpassung erfordert. Ein "kompakter" Übergang 30 von der Art der Erfindung findet Anwendungen in vielen Bereichen, insbesondere in dem der Duplexer, und allgemein immer dann, wenn man von der Übertragung über einen kreisförmigen Wellenleiter auf die Übertragung über einen koaxialen Wellenleiter, und umgekehrt, übergehen will.

Claims

1. Übergangselement für elektromagnetische Wellenleiter von der Art, die den Übergang zwischen einem kreisförmigen Wellenleiter (21) und einem koaxialen Wellenleiter (25) sicherstellen, die einen Mittelleiter (23) umfassen, wobei das Übergangselement über einen äußeren kreisförmigen Leiter (31) verfügt, der mit einem inneren Leiter (33) zusammenwirkt, welcher einen Endabschnitt des Mittelleiters (23) des koaxialen Wellenleiters (25) bildet, wobei der äußere kreisförmige Leiter einerseits mit dem kreisförmigen Wellenleiter (21) und andererseits mit dem koaxialen Wellenleiter (25) jeweils koaxial verbunden ist;

dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leiter (33) mindestens einen Abschnitt (34, 35) mit annähernd konstantem Querschnitt aufweist, der kleiner ist als der Querschnitt des Mittelleiters des koaxialen Leiters (25).

2. Übergangselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leiter (33) an beiden Enden der Abschnitte (34, 35) steile Abstufungen (38, 39) aufweist.

3. Übergangselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leiter (33) eine kegelförmige oder kegelstumpfartige Frontfläche (42) aufweist.

4. Übergangselement gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leiter (33) aus einem ersten Endabschnitt (34) mit Kreisquerschnitt gebildet wird, der eine abrupte Frontfläche (36) aufweist, aus einem zweiten Abschnitt (35) mit Kreisquerschnitt und Radius (R&sub3;), der größer ist als der Radius (R&sub2;) des ersten Endabschnitts (34), wobei der zweite Abschnitt (35) eine erste abrupte Abstufung (38) für die Verbindung mit dem ersten Abschnitt (34) und eine zweite abrupte Abstufung (39) für die Verbindung mit dem Mittelleiter (23) des koaxialen Wellenleiters (25) aufweist.

5. Übergangselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere kreisförmige Leiter (31) eine Verengungsabschnitt (32) des inneren Durchmessers auf der Höhe des oder der Abschnitte (34, 35) des inneren Leiters (33) aufweist.

6. Übergangselement gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verengungsabschnitt (32) einen verkleinerten Durchmesser (R&sub1;) aufweist, der über eine Länge (L&sub1;) konstant ist, die in etwa mittig zur Frontfläche (36) des Endes des inneren Leiters (33) liegt.

7. Übergangselement gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leiter (33) zwei aufeinanderfolgende Abschnitte (34, 35) aufweist und, daß der Verengungsabschnitt (32) des äußeren Leiters (31) sich in etwa bis zur Mitte des zweiten Teilabschnittes (35) mit dem größeren Radius (R&sub3;) erstreckt.

8. Übergangselement gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verengungsabschnitt (32) an beiden Enden abrupte Abstufungen (39, 40) aufweist.

9. Zweiband-Duplexer, dadurch gekennzeichnet, daß er über ein Übergangselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verfügt.