EP0162334A2 - Mikrowellen-Drehschalter - Google Patents

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EP0162334A2
EP0162334A2 EP85105113A EP85105113A EP0162334A2 EP 0162334 A2 EP0162334 A2 EP 0162334A2 EP 85105113 A EP85105113 A EP 85105113A EP 85105113 A EP85105113 A EP 85105113A EP 0162334 A2 EP0162334 A2 EP 0162334A2
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rotor
housing
waveguide
rotary switch
electrically conductive
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Wolfgang Dipl.-Ing. Ullmann
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Bosch Telecom GmbH
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ANT Nachrichtentechnik GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/10—Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/12—Auxiliary devices for switching or interrupting by mechanical chopper
    • H01P1/125—Coaxial switches

Definitions

  • the present invention relates to a microwave rotary switch, consisting of a housing with a plurality of waveguide connections and a rotor arranged in the housing and carrying at least one waveguide, this waveguide producing a signal connection between two waveguide connections in a specific position of the rotor.
  • Such a rotary switch is known from DE-29 24 969.
  • Such rotary switches with z. B. 4 or scgar 6 signal inputs or outputs are used, for example, to switch on reserve devices such as transmitters and receivers in a message transmission system instead of failed main devices.
  • the microwave rotary switch known from DE-29 24 969 is completely implemented in waveguide technology, this applies both to the waveguide connections on the fixed housing and to the waveguides on the rotor. Due to the implementation in waveguide technology, the rotary switch is quite heavy and has relatively large dimensions.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a microwave rotary switch of the type mentioned, which requires less space and is lighter than the known rotary switches.
  • the rotor carries an electrically conductive plate which is provided with at least one gap serving as a waveguide, and in that each gap runs through a cavity let into the housing and into the rotor.
  • the microwave rotary switch according to the invention advantageously has a low transmission loss, a high decoupling between switched and non-switched waveguides and a good adaptation.
  • the microwave rotary switch shown in FIGS. 1 and 2 consists of a fixed housing, the lower part 1 of which is closed with a cover 2, and a rotor 3 rotatably mounted in the housing.
  • Signal connections between any two of the four waveguide connections are made by means of waveguides arranged on the rotor 3.
  • three waveguides are required. These three waveguides are realized by three gaps 8, 9 and 10, which are embedded in an electrically conductive plate 11 fastened to the rotor 3.
  • the two columns 8 and 10 offset from the center of the plate 11 are curved so that, depending on the position of the rotor, they have signal connections between adjacent waveguide connections, that is to say the coaxial conductors 4 , 5 or 5, 6 or 6, 7 or 7.4, produce.
  • the gap 9 which runs in a straight line through the middle between the outer columns 8 and 10, leads signals from a waveguide connection to the respectively opposite one, that is to say from the coaxial conductor 4 to the coaxial conductor 6 or from the coaxial conductor 5 to the coaxial conductor 7, when the rotor is in an appropriate position.
  • cavities 12, 13, 14 and 15 are embedded in the housing cover 2 and in the rotor 3 above and below the column.
  • the housing cover 2 has a cavity 12 adapted to the diameter of the rotor, and a channel 13, 14, 15 is milled into the rotor 3 below each gap 8, 9, 10.
  • shielding webs 16 and 17 are arranged on the electrically conductive plate 11 between the columns 8, 9 and 9, 10.
  • the electrically conductive sheet 21 has four gaps 22, 23, 24 and 25 which are coupled to the inner conductors of the coaxial conductors 4, 5, 6 and 7 and which extend as far as the inner edge of the sheet 21 and thus the continuation of the waveguides 8 running on the rotor, 9, 10 form. Below and above the gaps 22, 23, 24 and 25 in the sheet 21, the cavities 26, 27, 28 and 29 required for the propagation of the waves in the gaps are also milled into the lower housing part 1 and the cover 2.
  • the coupling of the coaxial conductors 4, 5, 6 and 7 to the gaps 22, 23, 24 and 25 is carried out in the simplest way by galvanically contacting the coaxial inner conductors with the sheet metal 21 in the vicinity of the gaps.
  • the waveguide connections can also be made using waveguide or planar conductor technology (strip, slot or fin conductors) instead of coaxial.
  • materials e.g. aluminum
  • materials e.g. aluminum
  • coefficient of thermal expansion are used for all parts of the microwave rotary switch so that there are no tensions between the housing and the rotor in the event of temperature changes.

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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

Ein leichter, wenig Platz in Anspruch nenmender Mikrowellen-Drehschalter, bestehend aus einem Gehäuse (1, 2) mit mehreren Wellenleiteranschlüssen (4, 5, 6, 7) und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor (3), der eine elektrisch leitende Platte (11) trägt, die mit mindestens einem als Wellenleiter dienenden Spalt (8, 9, 10) versehen ist, wobei dieser Wellenleiter in einer bestimmten Stellung des Rotors (3) eine Signalverbindung zwischen zwei Wellenleiteranschlüssen herstellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrowellen-Drehschalter, bestehend aus einem Gehäuse mit mehreren Wellenleiteranschlüssen und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor, der mindestens einen Wellenleiter trägt, wobei dieser Wellenleiter in einer bestimmten Stellung des Rotors eine Signalverbindung zwischen zwei Wellenleiteranschlüssen herstellt.
  • Ein derartiger Drehschalter ist aus der DE-29 24 969 bekannt. Solche Drehschalter mit z. B. 4 oder scgar 6 Signaleingängen bzw. -ausgängen werden beispielsweise eingesetzt, um Reservegeräte, wie Sender und Empfänger, in ein Nachrichtenübertragungssystem anstelle von ausgefallenen Hauptgeräten einzuschalten.
  • Besonders in Nachrichtensatelliten wird eine hohe Betriebssicherheit gefordert. Deshalb müssen hier Reservegeräte vorgesehen werden, die als Ersatz für ein defektes Gerät eingeschaltet werden können. Für die Schalter, welche die Reservegeräte einschalten, besteht, ebenso wie für alle anderen Baugruppen in einem Satelliten, die Erfordernis nach geringem Gewicht und wenig Platzbedarf.
  • Der aus der DE-29 24 969 bekannte Mikrowellen-Drehschalter ist vollständig in Hohlleitertechnik ausgeführt, das gilt sowohl für die Wellenleiteranschlüsse am feststehenden Gehause als auch für die Wellenleiter auf dem Rotor. Durch die Realisierung in Hohlleitertechnik wird der Drehschalter ziemlich schwer und hat relativ große Abmessungen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mikrowellen-Drehschalter der eingangs genannten Art anzugeben, der einen geringeren Platzbedarf besitzt und leichter ist als die bekannten Drehschalter.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rotor eine elektrisch leitende Platte trägt, die mit mindestens einem als Wellenleiter dienenden Spalt versehen ist, und daß jeder Spalt durch einen in das Gehäuse und in den Rotor eingelassenen Hohlraum verläuft.
  • Zweckmäßge Ausführungen der Erfindung gehen aus den-Unteransprüchen hervor.
  • Der erfindungsgemäße Mikrowellen-Drehschalter besitzt vorteilhafterweise eine geringe Durchgangsdämpfung, eine hohe Entkopplung zwischen durchgeschalteten und nicht durchgeschalteten Wellenleitern und eine gute Anpassung.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Draufsicht und
    • Fig. 2 einen Querschnitt A-A durch einen Mikrowellen-Drehschalter.
  • Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Mikrowellen-Drehschalter besteht aus einem feststehenden Gehäuse, dessen Unterteil 1 mit einem Deckel 2 abbeschlossen ist, und einem in dem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor 3.
  • An den Außenseiten des Gehäuses 1, 2 sind vier Wellenleiteranschlüsse angebracht; hier sind es Koaxialleiter 4, 5, 6 und 7, deren Außenleiter an die Gehäusewände angeflanscht sind und deren Innenleiter in das Innere des Gehäuses hineinführen.
  • Signalverbindungen zwischen jeweils zwei beliebigen der vier Wellenleiteranschlüsse werden mittels auf dem Rotor 3 angeordneten Wellenleitern hergestellt.
  • Um alle möglichen Kombinationen von Wellenleiteranschlüssen durchschalten zu können, sind drei Wellenleiter erforderlich. Diese drei Wellenleiter sind durch drei Spalte 8, 9 und 10 realisiert, die in eine auf dem Rotor 3 befestigte elektrisch leitende, Platte 11 eingelassen sind. Die beiden aus der Mitte der Platte 11 versetzten Spalte 8 und 10 verlaufen bogenförmig gekrümmt, so daß sie je nach Stellung des Rotors Signalverbindungen zwischen jeweils benachbarten Wellenleiteranschlüssen, also den Koaxialleitern 4, 5 oder 5, 6 oder 6, 7 oder 7,4, herstellen. Der durch die Mitte zwischen den äußeren Spalten 8 und 10 geradlinig verlaufende Spalt 9 führt bei entsprechender Stellung des Rotors 3 Signale von einem Wellenleiteranschluß zum jeweils gegenüberliegenden, also vom Koaxialleiter 4 zum Koaxialleiter 6 oder vom Koaxialleiter 5 zum Koaxialleiter 7.
  • Damit sich in den Spalten 8, 9 und 10 in der elektrisch leitenden Platte 11 Wellen ausbreiten können, sind oberhalb und unterhalb der Spalte Hohlräume 12, 13, 14 und 15 in den Gehäusedeckel 2 und in den Rotor 3 eingelassen. Oberhalb aller Spalten 8, 9 und 10 besitzt der Gehäusedeckel 2 einen an den Durchmesser des Rotors angepaßten Hohlraum 12, und in den Rotor 3 ist unterhalb eines jeden Spalts 8, 9, 10 ein Kanal 13, 14, 15 eingefräst.
  • Zwischen den Spalten 8, 9 und 9, 10 sind, um eine Signal- überkopplung zu vermeiden, Abschirmstege 16 und 17 auf der elektrisch leitenden Platte 11 angebracht.
  • Es besteht unter Umständen die Gefahr, daß sich in dem Trennspalt 18 zwischen dem Rotor 3 und dem feststehenden Gehäuse 1, 2 Wellen ausbreiten und damit eine Verkopplung zwischen geschalteten und nicht geschalteten Wellenleiteranschlüssen entsteht. Diese Wellen werden zum größten Teil schon durch die Abschirmstege 16 und 17 abgeblockt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zusätzlich noch mehrere Einschnitte 19-am Rand der Platte 11 vorgesehen, die so bemessen sind, daß sie die Wellen in dem Trennspalt 18 sperren. Eine ähnliche Abblockwirkung hat eine zahnartige Sperrstruktur 20 welche, wie in Fig. 1 angedeutet, am Innenrand eines zwischen dem Gehäuseunterteil 1 und dem -oberteil 2 eingeklemmten, die Platte 11 auf dem Rotor 3 umgebenden Blech 21 ausgespart ist.
  • Das elektrisch leitende Blech 21 weist vier mit den Innenleitern der Koaxialleiter 4, 5, 6 und 7 gekoppelte Spalte 22, 23 24 und 25 auf, die bis an den Innenrand des Blechs 21 gehen und somit die Fortsetzung der auf dem Rotor verlaufenden Wellenleiter 8, 9, 10 bilden. Unterhalb und oberhalb der Spalte 22, 23, 24 und 25 im Blech 21 sind ebenfalls die für die Ausbreitung der Wellen in den Spalten erforderlichen Hohlräume 26, 27, 28 und 29 in dem Gehäuseunterteil 1 und dem Deckel 2 eingefräst.
  • Die Ankopplung der Koaxialleiter 4, 5, 6 und 7 an die Spalte 22, 23, 24 und 25 erfolgt auf einfachste Weise durch galvanische Kontaktierung der Koaxialinnenleiter mit dem Blech 21 in der Nähe der Spalte. Die Wellenleiteranschlüsse können statt in Koaxial- auch in Hohlleiter- oder Planarleitertechnik (Streifen-, Schlitz-, oder Finleiter) ausgeführt werden.
  • Zweckmäßigerweise werden für alle Teile des Mikrowellen-Drehschalters Materialien (z. B. Aluminium) mit gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet, damit es bei Temperaturänderungen keine Verspannungen zwischen dem Gehäuse und dem Rotor gibt.

Claims (6)

1. Mikrowellen-Drehschalter, bestehend aus einem Gehäuse mit mehreren Wellenleiteranschlüssen und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotor, der mindestens einen Wellenleiter trägt, wobei dieser Wellenleiter in einer bestimmten Stellung des Rotors eine Signalverbindung zwischen zwei Wellenleiteranschlüssen herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) eine elektrisch leitende Platte (11) trägt, die mit mindestens einem als Wellenleiter dienenden Spalt (8, 9, 10) versehen ist, und daß jeder Spalt (8, 9, 10) durch einen in das Gehäuse (1, 2) und in den Rotor (3) eingelassenen Hohlraum (12, 13, 14, 15) verläuft.
2. Mikrowellen-Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2), der Rotor (3) und die elektrisch leitende Platte (11) aus Materialien mit möglichst gleich großen Wärmeausdehnungskoeffizienten gefertigt sind.
3. Mikrowellen-Drehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 2), der Rotor (3) und die elektrisch leitende Platte (11) aus Aluminium gefertigt sind.
4. Mikrowellen-Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Platte (11) zwei bogenförmig gekrümmte Spalte (8, 10) und einen zwischen diesen beiden Spalten geradlinig verlaufenden Spalt (10) aufweist, so daß mit diesen drei Wellenleitern Signalverbindungen zwischen zwei beliebigen von vier am Gehäuse (1, 2) angeordneten Wellenleiteranschlüssen (4, 5, 6, 7) hergestellt werden können.
5. Mikrowellen-Drehschalter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektrisch leitenden Platte (11) zwischen den Spalten (8, 9, 10) Abschirmstege (16, 17,) angeordnet sind.
6. Mikrowellen-Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Platte (11) am Rand Einschnitte (19) aufweist, die so bemessen sind, daß sie Wellen, welche sich im Trennspalt (18) zwischen dem Rotor (3) und dem Gehäuse (1, 2) ausbreiten, sperren.
EP85105113A 1984-05-25 1985-04-26 Mikrowellen-Drehschalter Expired EP0162334B1 (de)

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