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Richtungskoppler Die Erfindung betrifft einen Richtungskoppler mit
sehr geringer Übertragungsdämpfung.
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Es ist bekannt, einen Richtungskoppler aus zwei koaxialen Leitungen
aufzubauen, indem man zwei koaxiale Leitungen durch eine gemeinsame Öffnung in den
Außenleitern miteinander verkoppelt. Bei einer solchen Anordnung, bei der gemischt
magnetische und elektrische Kopplung vorhanden ist, addieren sich die Spannungen,
die durch die magnetische und elektrische Kopplung hervorgerufen werden, an dem
Ende der angekoppelten koaxialen Leitung, das dem Generator zugewendet ist. Am anderen
Ende der angekoppelten koaxialen Leitung tritt eine Subtraktion der beiden Spannungen
auf. Wenn. beide Leitungen die gleiche Richtung besitzen, d. h. der Winkel zwischen
ihnen 0° beträgt, so ist die durch die elektrische Kopplung auftretende Spannung
näherungsweise halb so groß wie die durch die magnetische Kopplung hervorgerufene.
Die elektrische Kopplung ist von der Stellung der beiden koaxialen Leitungen zueinander
unabhängig, die magnetische Kopplung hingegen *ist direkt proportional dem Kosinus
des Winkels zwischen den beiden Leitungen. Wenn die durch die magnetische und elektrische
Kopplung hervorgerufenen Spannungen gleich groß sein sollen, muß also der Winkel
zwischen den beiden koaxialen Leitungen 6o' betragen. Der Winkel von 6o' gilt nur
für sehr dünne Außenleiter, weil die
Kamindämpfungen für elektrische
und magnetische Kopplung verschieden sind. In Wirklichkeit wird dadurch der Winkel
etwas größer als 6o ° sein müssen. Mit derartigen Richtkopplungsanordnungen läßt
sich jedoch ein bestimmter Wert an Übertragungsdämpfung, der bei etwa 35 db liegt,
nicht unterschreiten. Für die Verwendung von Richtkopplern in Meßanordnungen u.
dgl. ist jedoch unter Umständen eine bedeutend geringere Übertragungsdämpfung erforderlich.
Mit der an sich ebenfalls bekannten Schlitzköpplung kommt man allerdings noch etwas
unter diesen Wert, doch werden die äußeren Abmessungen des Richtungskopplers unhandlich,
wenn eine wesentlich geringere Übertragungsdämpfung erzielt werden soll.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Richtkoppler, bestehend
aus zwei um wenigstens angenähert 6o' gegeneinander verdrehten koaxialen Leitungen,
die über eine gemeinsame Öffnung in ihren Außenleitern miteinander gekoppelt sind,
in der Weise auzubilden, daß bei gegenseitiger Annäherung der Innenleiter an der
Kopplungsstelle, vorzugsweise durch eine Kröpfung, an diesen Stellen Mittel zur
Kompensation der dort auftretenden Wellenwiderstandsänderungen vorgesehen sind.
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Es ist an sich ein Richtkoppler für sehr hohe Frequenzen bekannt,
bei dem in eine Koaxial= leitung eine haarnadelförmig ausgebildete Leiterschleife
hineinragt, welche über eine konzentrierte Kapazität derart mit dem Außenleiter
der Koaxialleitung verbunden ist, daß die Haarnadel in zwei symmetrische Teile aufgeteilt
wird (vgl. Fernmeldetechnische Zeitschrift, 1951, Heft i i, S- 479). Die Enden der
Haarnadel sind durch den Außenleiter -herausgeführt und bilden die Innenleiter zweier
Nebenleitungen. Bei dieser bekannten Anordnung ist daher keine Lochkopplung vorhanden,
sondern die im Inneren der Koaxialleitung liegenden Teile der haarnadelförmigen
Leiterschleife wirken als Stromwandler, die im Zusammenwirken mit der konzentrierten
Kapazität die Richtkoppeleigenschaften der. Anordnung bewirken. Des weiteren fehlen
bei dieser bekannten Anordnung Mittel zur Kompensation der an der Anschaltungsstelle
auftretenden Wellenwiderstandsänderung völlig.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Die Abbildung zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Richtkoppler
mit den beiden koaxialen Leitungen i und 2, welche über eine gemeinsame Öffnung
3 in ihren Außenleitern miteinander 'verbunden sind., Die Kopplungsöffnung ist dabei
als Zylinder, ' der zu den Achsen der Leitungen senkrecht steht, ausgebildet und
die Außenleiter gehen jeweils in den Zylindermantel über. Die Innenleiter der koaxialen
Leitungen sind innerhalb des Zylinders gekröpft und dadurch einander genähert. Die
Stücke der koaxialen Leitungen in den Kröpfungsabschnitten stellen jeweils für sich
Vierpole dar, deren Wellenwiderstände denen der anschließenden normalen koaxialen
Leitungsstücke durch in die jeweilige Kröpfung eintauchenden und mit den entsprechenden
Außenleitern in Verbindung stehenden Schraubenbolzen angepaßt werden. Diese Schraubenbolzen
stellen im Ausführungsbeispiel eine Kapazität dar. Die Art der Anordnung der Kompensationsmittel
ist keineswegs auf die im Ausführungsbeispiel gezeigte beschränkt. Es können statt
des Schraubenbolzens auch eine kapazitive Blendenanordnung oder mehrere solcher
vorgesehen werden. Auch kann man die Kompensation an mehreren Stellen der Kröpfung
vornehmen. Der Aufbau erfolgt zweckmäßig so, wie in der Abbildung dargestellt..
Je eine Hälfte des Metallzylinders wird mit ihrer zugehörigen koaxialen Leitung
verbunden. Durch passende Din ensionierung des Innenleiters und des Zylinders kann
man erreichen, daß der Wellenwiderstand im gesamten Richtungskoppler annähernd gewahrt
bleibt. Dadurch wird erreicht, daß der Richtungskoppler für ein sehr breites Frequenzgebiet
brauchbar ist. Durch die Annäherung der beiden Innenleiter wird sowohl die elektrische
wie die magnetische Kopplung zwischen beiden koaxialen Leitungen wesentlich erhöht.
Bei einem ausgeführten Richtungskoppler ließ sich auf diese Weise eine Übertragungsdämpfungsverminderung
auf etwa 1a db erreichen.