DE7706758U1

DE7706758U1 - Fuer die wandlung bzw. umformung orthogonaler moden ausgebildeter hohlleiter

Info

Publication number: DE7706758U1
Application number: DE19777706758
Authority: DE
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1977-03-04
Publication date: 1979-11-08
Also published as: JPS5381047A; DE2709565A1; GB1591719A

Description

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Die Erfindung betrifft einen für die Übertragung bzw. Wandlung orthogonaler Moden geeigneten Hohlleiter.

Derartige Übertrager bzw. Wandler können für eine Überlagerung oder Trennung orthogonal polarisierter Wellen dort verwendet werden_f wo es beispielsweise erforderlich ist, einen der orthogonalen Wellenausbreitungstypen zu übertragen und den anderen orthogonalen Wellenausbreitungstyp zu empfangen.

Ein bekannter Wandler für orthogonale Moden besitzt einen gemeinsamen Hohlleiterkanal von quadratischem Querschnitt, der mit einem sich schwach verjüngenden Impedanzübergang an einen ersten Nebenhohlleiterkanal angekoppelt ist. Ein zweiter Nebenhohlleiterkanal bildet eine Engwandkoppelung zu einer Seite des gemeinsamen Hohlleiterkanals. Bei Betrieb koppelt ein TE₁₀~Mode nicht mit dem zweiten Nebenhohlleiterkanal, da dieser so dimensioniert ist, daß er für diesen Mode gesperrt ist; der TE₁₀~Mode läuft jedoch durch den Impedanzübergang, um in den ersten Nebenhohlleiterkanal eingekoppelt zu werden. Umgekehrt wird ein zum TE_1Q-Mode orthogonal polarisierter TE₀₁-Mode vom ersten Nebenhohlleiterkanal reflektiert, was auf die verengte Höhe dieses Kanals zurückzuführen ist, und er koppelt mit derselben elektrischen Feldrichtung an den zweiten Nebenhohlleiterkanal. Der zweite Nebenhohlleiterkanal bildet deshalb in Bezug auf den TE ..-Mode mit dem gemeinsamen «

Hohlleiterkanal eine H-Ebene-Verbindung, was nach Unter- |

suchungen eine Fehlanpassung zwischen diesen zwei Kanälen bewirkt. Um eine größere Bandbreite bereitzustellen, ist in einigen Fällen ein weiterer Nebenhohlleiterkanal an der dem zweiten Nebenhohlleiterkanal gegenüberliegenden Wand des gemeinsamen Hohlleiterkanals nötig, so daß eine H-Ebene-T-Verbindung mit dem Nachteil gebildet wird, daß die Impedanzanpassung zwischen den H-Ebene-Verbindungskanälen verschlechtert ist, da in der Ersatzschaltung einer

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derartigen H-Ebene-T-Verbindung die Impedanzen parallel geschaltet sind.

Mit vorliegender Erfindung soll ein Wandler für orthogonale Moden geschaffen werden, in der die zuvor besprochenen Fehlanpassungsprobleme wenigstens teilweise gelöst sind.

Nach der Erfindung enthält ein Wandler für orthogonale Moden einen gemeinsamen Hohlleiterkanal für die Ausbreitung der beiden orthogonalen Moden, einen ersten Hohlleiter-Nebenkanal, der so dimensioniert ist, daß er nur eine der orthogonalen Moden überträgt, und der an ein Ende des gemeinsamen Hohlleiterkanals angekoppelt ist; weiterhin enthält der Wandler einen zweiten Hohlleiter-Nebenkanal, der eine E-Ebene-Verbindung für den anderen orthogonalen Mode bildet, eine Impedanz besitzt, die im wesentlichen gleich groß wie die Impedanz des gemeinsamen Hohlleiterkanals ist, und worin der zweite Hohlleiter-Nebenkanal so dimensioniert ist, daß er für den einen Mode gesperrt ist.

Vorteilhafterweise ist ein dritter Hohlleiter-Nebenkanal, der ebenfalls eine E-Ebene-Verbindung bildet, an die dem zweiten Hohlleiter-Nebenkanal gegenüberliegende Seite des gemeinsamen Hohlleiterkanals angekoppelt, wobei die Gesamtimpedanz des zweiten und dritten Hohlleiter-Nebenkanals im wesentlichen gleich groß wie die Impedanz des gemeinsamen Hohlleiterkanals ist. Vorzugsweise ist die Impedanz sowohl des zweiten als auch des dritten Hohlleiter-Nebenkanals halb so groß wie die Impedanz des gemeinsamen Hohlleiterkanals .

Geeigneterweise wird der erste Hohlleiter-Nebenkanal an den gemeinsamen Hohlleiterkanal durch einen Impedanzübergang, der beispielsweise aus einem sich leicht verjüngenden Abschnitt besteht, angekoppelt.

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Vorzugsweise sind Scheidewände in den Verbindungswegen der Nebenkanäle vorgesehen, um sicherzustellen, daß die Hilfskanäle für den entsprechenden unerwünschten Mode gesperrt sind.

Die Öffnungen_f die den zweiten und den dritten Hohlleiter-Nebenkanal mit dem gemeinsamen Hohlleiterkanal verbinden, können sich im gemeinsamen Hohlleiterkanal direkt gegenüberliegen oder in Richtung der Längsachse des gemeinsamen Hohlleiterkanals um eine Länge von -^M^ oder einem Vielfachen davon versetzt sein, wobei Λ. g die vom Hohlleiter geführte Wellenlänge der Frequenz, die aus- und eingekoppelt werden soll, ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der gemeinsame Hohlleiterkanal von einem Hohlleiter mit quadratischem Querschnitt und die Hohlleiter-Nebenkanäle werden von Hohlleitern mit rechteckigem Querschnitt gebildet, obwohl der Querschnitt des gemeinsamen Hohlleiterkanals kreisförmig sein kann, während gleichzeitig die Hohlleiter-Nebenkanäle elliptische Querschnitte zeigen können, die allerdings so dimensioniert sein müssen, daß sichergestellt ist, daß darin der entsprechende unerwünschte Mode nicht durchgelassen wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung nach den Fig. 1 bis 4 beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wandlers

für Orthogonalmoden nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht des Wandlers nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Wandlers nach Fig.

und

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Fig. 4 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungs-

form eines Wandlers nach der Erfindung.

Der Wandler nach Fig. 1 bis 3 mit einem gemeinsamen Hohlleiterkanal 1 von quadratischem Querschnitt ist mit einem Ende durch einen Impedanzübergang 3 von sich schwach verjüngender Form an einen Hohlleiter 2 von rechteckigem Querschnitt so angekoppelt, daß der TE₁₀-Mode a, a bezeichnet dabei die Richtung der elektrischen Feldstärke, durchgelassen wird bzw. sich fortpflanzt. Statt einer TE_Q1-Modenkopplung b über eine H-Ebene-Verbindung ist jedoch eine E-Ebene-Verbindung für diesen Mode durch Hohlleiternebenkanäle 5₇ 5¹ von rechteckigem Querschnitt gebildet, die an den gemeinsamen Hohlleiterkanal 1 sich direkt gegenüberliegend angekoppelt sind. Folgerichtig wird für den TE₀₁-Mode b eine Breitwandkopplung bewirkt, bei der die Phasen der dominierenden Moden in den Kanälen 5, 5¹ gegenphasig sind, was bei b¹ und b" gezeigt wird.

Da sich E-Ebene-Verbindungsimpedanzen in Reihe aufaddieren, wird die Impedanz jedes der Kanäle 5, 5¹ so gewählt, daß sie die Hälfte der Impedanz des gemeinsamen Hohlleiterkanals 1 ist, so daß die Kanäle 5, 5' in Bezug auf ihre Impedanz an den gemeinsamen Hohlleiterkanal 1 angepaßt sind.

Um sicherzustellen, daß der unerwünschte TE_1o~Mode nicht in den Kanälen 5, 5¹ fortgeführt wird bzw. sich fortpflanzen kann, sind Scheidewände 6, 6' in den entsprechenden Kanalöffnungen vorgesehen, so daß die Längskanten der Scheidewände 6, 6", die zum Kanal 1 hin gerichtet sind, mit den Wandstromlinien des TE₁-MOdBS a ausgerichtet sind. Auf ähnliche Weise werden drei Scheidewände 7, von denen eine jede eine Längskante besitzt, die mit den Wandstromlinien des TE_Q1-Modes ausgerichtet ist, bei der Kanalöffnung eingesetzt, welche den TE₁ -Mode empfängt, um sicherzustellen,

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daß der TE-...-Mode b reflektiert wird, bevor er den Kanal 2 erreicht.

Auf diese Weise werden bei Betrieb orthogonal polarisierte, in den gemeinsamen Hohlleiterkanal 1 eingespeiste Moden a, b so getrennt, daß der Mode a in den Kanal 2 einläuft und der Mode b in zwei Hälften aufgeteilt wird, deren Phasen b¹, b" gegenphasig sind, und die in einer praktischen Ausführungsform für eine weitere Verwendung phasenrichtig durch einen bekannten (nicht gezeigten) Wandler zusammengefaßt werden.

In einer alternativen Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Kanäle 5, 5' entlang der Längsachse des gemeinsamen Hohlleiterkanals 1 um die Länge -A^ versetzt, wobei Ag die geführte Wellenlänge der zu koppelnden Frequenz ist, so daß, falls irgendeine Störung durch die Kanäle 5, 5¹ verursacht werden sollte, diese unterdrückt werden wird, was einer totalen Weglängendifferenz von Aß- zwischen den Kanälen 5, 5' zuzuschreiben ist. Die Richtung des elektrischen Feldes im Kanal 5 wurde nicht gezeigt, da diese senkrecht auf der Zeichenebene steht.

Obwohl die Ausführungsformen der auf diese Weise genau beschriebenen Erfindung mit zwei E-Ebene-Verbindungen ausgestattet wurden, sollte es so aufgefaßt werden, daß dies nicht wesentlich ist und daß auch eine einzige Verbindung verwendet werden kann, die so vorgesehen ist, daß die Impedanz des Nebenkanals, der von der Verbindung der E-Ebene wegführt, genau so groß wie die Impedanz des gemeinsamen Hohlleiterkanals 1 ist. Weiterhin kann der gemeinsame Hohlleiterkanal, obwohl er nach obiger Beschreibung aus einem Hohlleiter mit quadratischem Querschnitt gebildet ist, kreisförmig und die Nebenkanäle elliptisch sein, welche so dimensioniert sind, daß der entsprechende unerwünschte Mode in den Nenbekanälen sich nicht fortpflanzen kann.

Claims

Für die Wandlung bzw. Umformung orthogonaler Moden ausgebildeter Hohlleiter

Schutzansprüche

Wandler mit einem gemeinsamen Hohlleiterkanal für eine Fortpflanzung zweier orthogonaler Moden einer Welle der Wellenlänge Λ. g, einem ersten nur den einen orthogonalen Mode weiterführenden mit einem Ende an den gemeinsamen Hohlleiterkanal angekoppelten Hohlleiternebenkanal und mindestens einem weiteren Hohlleiternebenkanal, der für den einen orthogonalen Mode gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der weitere Hohlleiternebenkanal (5) in einer Ebene verläuft, die mit der Ebene der elektrischen Feldstärke (b) des anderen orthogonalen Modes übereinstimmt (E-Ebene-Verbindung).

DIPL.-IN6. W. GRAMKOW · 700Cf STUTTGART** (B/W CAHNSTATT) · SttLBERGSTR. 23/25 · TEL. (07 11) 56 72 61 ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN · MÖNCHEN -'KONTO-NUMMER 7270 · POSTSCHECK: MÖNCHEN 770 62-805

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2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Hohlleiternebenkanäle (5, 5¹) vorgesehen sind, die an einander gegenüberliegenden Seiten des gemeinsamen Hohlleiters (1) angekoppelt sind.
3. Wandler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß Scheidewände (6, 6¹) in den Verbindungswegen der Hohlleiternebenkanäle (5, 5")

f vorgesehen sind.

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4. Wandler nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch g e -

I kennzeichnet, daß die öffnungen, die den

I zweiten und dritten Hohlleiternebenkanal (5, 5') mit

I dem gemeinsamen Hohlleiterkanal (1) verbinden, einander

im gemeinsamen Hohlleiterkanal (1) direkt gegenüberliegen.

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5. Wandler nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch g e I kennzeichnet, daß die öffnungen, die den

F zweiten und dritten Hohlleiternebenkanal (5, 5¹) mit

^:: dem gemeinsamen Hohlleiterkanal (1) verbinden, in

; Richtung der Längsachse des gemeinsamen Hohlleiterkanals

(1) um die Länge -^2 oder ein-■·. Vielfaches davon j versetzt sind, wobei Ti. g die im Hohlleiter geführte

Wellenlänge der zu koppelnden Frequenz ist.
6. Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g ekennzeichnet, daß der gemeinsame Hohlleiterkanal (1) von einem Hohlleiter mit quadratischem Quer- : schnitt gebildet ist, und daß die Hohlleiternebenkanäle

(5, 5¹) von einem Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt gebildet sind.

Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt des gemeinsamen Hohlleiterkanals (1) kreisförmig ist, und daß die Querschnitte der Hohlleiternebenkanäle (5, 5^r/ elliptisch sind.