EP0802576A1 - Kupplung für zwei elektromagnetische Hohlleiter mit unterschiedlichen Querschnittsformen - Google Patents

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EP0802576A1
EP0802576A1 EP97400752A EP97400752A EP0802576A1 EP 0802576 A1 EP0802576 A1 EP 0802576A1 EP 97400752 A EP97400752 A EP 97400752A EP 97400752 A EP97400752 A EP 97400752A EP 0802576 A1 EP0802576 A1 EP 0802576A1
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EP
European Patent Office
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coupling
stages
wave
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waveguide
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EP97400752A
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Martin Dipl. Ing. Schneider
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel SA
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/082—Transitions between hollow waveguides of different shape, e.g. between a rectangular and a circular waveguide

Definitions

  • the invention relates to a coupling for two electromagnetic waveguides with different cross-sectional shapes, which has steps arranged in the axial direction one behind the other with a substantially rectangular cross-section and rounded corners and different clear width, in which a low-reflection transmission of the wave types intended for signal guidance takes place (EP 0 145 292 A2).
  • Such a coupling also referred to as a “transition”
  • the cross sections of the two waveguides are basically arbitrary. For example, they can be elliptical, rectangular, square or round.
  • a stepped clutch according to EP 0 145 292 A2 mentioned at the beginning is shorter.
  • the use of this known coupling with an abrupt change in the cross-sectional geometry is expressly limited to frequency ranges in which only the corresponding fundamental wave may be propagated both in the two waveguides to be connected and in the coupling itself.
  • the cross sections of the individual stages of the coupling are chosen so that other types of shaft are not capable of spreading.
  • This known clutch is therefore limited to single-mode operation. It is used exclusively for the transmission of the respective basic modes of the waveguide to be connected. It is also assumed that the individual stages expand or contract in the same direction from one end of the clutch to the other, so that the cut-off frequency of the basic mode changes monotonously within the clutch.
  • the coupling is only intended for the connection of a rectangular with an elliptical waveguide.
  • the invention has for its object to develop the above-described device so that it can be used with a simple structure without restrictions for the connection of any waveguide and for any signal-carrying wave types.
  • “Expandable” in the sense of the invention means that due to the dimensioning of the coupling basically all possible shaft types could or may spread. In contrast to the known coupling described at the beginning, no measures have been taken to prevent the spreadability of any type of shaft.
  • the coupling used in this device is simple and easy to manufacture. It can be made from one part, into which the individual steps are milled, for example.
  • the diameter of the milling cutter is appropriately and deliberately chosen so that the radii of the rounded corners are taken into account when dimensioning the steps.
  • the coupling is suitable for connecting waveguides with very different cross sections with minimal loss of power. It is not restricted to any specific cross-sectional shape of the waveguide to be connected.
  • the wave types provided for signal routing in the waveguides to be connected can either be of the basic wave type or correspond to a higher wave type. There is also the possibility that the basic wave type is used in one waveguide and a higher wave type is used for signal routing in the other waveguide.
  • the coupling ensures the transformation of the shaft types in both transmission directions.
  • the coupling can in particular also be used for waveguides in which several modes can be propagated.
  • the coupling can thus be used to advantage to connect waveguides that are used in so-called overmodulated and therefore very low-loss frequency ranges.
  • the coupling also allows the connection of a waveguide, which is operated in the single-mode frequency range and is therefore comparatively small, to an overmodified waveguide, in which several modes can propagate and which therefore has a comparatively large cross section.
  • the electromagnetic properties of the same are recorded in their entirety. Their knowledge is used to manufacture the coupling.
  • the couplings of the respective shaft types that occur at the discontinuities within the coupling (steps) and at the connection points to the connected waveguides are fully taken into account.
  • the shaft types of all stages of the coupling involved and also that of the waveguide to be connected must be known.
  • knowledge of the field distribution of the eigenmodes of rectangular waveguides with rounded corners is required. This includes both propagable wave types that contribute to the active power transport, as well as wave types that are not capable of propagation, since the operating frequency is below the respective limit frequency of the wave types.
  • Such modes do not transport active power, but store inductive and capacitive reactive energy and are required in particular to describe the stray fields that form directly at the jump points and influence the behavior of the signal-carrying wave type.
  • the coupling can also be used for the targeted excitation of several wave types, in order to feed, for example, antennas with their superimposition, which should have special directional characteristics.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a connection point between two waveguides with a coupling according to the invention.
  • Fig. 2 shows a cross section through the clutch in an enlarged view.
  • Fig. 6 is a diagram for the reflection factor over frequency.
  • Two electromagnetic waveguides 1 and 2 are connected to each other by a coupling 3 with little reflection.
  • the waveguides 1 and 2 have very different dimensions.
  • the waveguide 1 has, for example, a rectangular cross section, while the waveguide 2 is, for example, elliptical, with a much larger clear cross-sectional area than the waveguide 1.
  • the coupling 3 has three stages S1, S2 and S3 in its clear cross section.
  • the clear dimensions of the stages S1 to S3 can change in the same direction as shown in FIG. 3 from one end of the coupling 3 to its other end, so that at one end the smaller waveguide 1 and at the other end the larger waveguide 2 can be connected with little reflection.
  • the stages S1 to S3 can also overlap each other according to FIG. 4.
  • the abrupt change in the limit frequency of the wave types provided for signal routing, given by stages S1 to S3 can then fall from one end of the coupling and rise again or vice versa. Whether such overlaps occur depends on the operating frequency range and the respective cross-sectional shape and size of the waveguide to be connected and is decided in the respective application.
  • connection of the waveguide to be connected is clear and must not be interchanged, since the coupling is asymmetrical in the axial direction. 5
  • the axes of the individual stages S1 to S3 can also be offset from one another by a distance V, both in the horizontal and in the vertical direction.
  • the clutch 3 is made in one piece. It can be connected to the waveguides 1 and 2 via flanges 4 and 5. Steps S1 to S3 can be produced, for example, using a milling cutter. Each of the levels S1 to S3 then has an iw rectangular clear cross section with rounded corners. The radius of the corners is determined by the diameter of the milling cutter used. It is only limited by the height and width of the individual steps.
  • Height H, width B and the axial length L of the steps S1 to S3 and the radius R of their rounded corners are dimensioned such that, apart from the signal-carrying wave type, all other wave types are damped in such a way that they do not spread in the waveguides 1 and 2 and that negligibly little energy is withdrawn from the signal-carrying wave type through the coupling with other wave types.
  • the undesired wave types are damped by superimposing the multiple reflections and transmissions of the wave types not intended for signal guidance on the discontinuities.
  • several wave types are "capable of propagation" in accordance with the above explanation in the frequency range to be transmitted.
  • the establishment of basic mechanical properties of the coupling 3 can be carried out in accordance with the frequency range to be transmitted and the required adaptation of the signal-carrying shaft types based on experience. This relates i. w. on the number of required stages of the coupling 3, the choice of the respective roundings and on the possibility of overlapping individual stages of the coupling 3 or the outer stages of the coupling 3 with the connected waveguides 1 and 2.
  • a field theoretical analysis can be carried out using a digital computer, which analyzes the electromagnetic couplings of all wave types and in particular their effects on the reflection and transmission behavior of the signal-carrying wave types of the connected waveguides 1 and 2 completely detected.
  • This analysis can e.g. B. with the help of the so-called mutual orthogonal series development. Due to the requirement for the continuity of the tangential electric and magnetic fields at each discontinuity of the coupling 3, the couplings of the shaft types are calculated in this method, taking into account all required eigenmodes of a rectangular waveguide with rounded corners.
  • the electrical properties of coupling 3 can be optimized by targeted variation of the mechanical parameters - height H, width B, length L, rounding radius R, offset V of stages S1 to S3 in the transverse plane .
  • the number of required stages of the coupling 3 depends mainly on the cross sections of the waveguide to be connected, on the required frequency bandwidth and on the electromagnetic requirements within the selected frequency range. This relates, for example, to the reflection and transmission factor of the signal-carrying wave types.
  • a coupling was produced between a rectangular waveguide with a cross section of 10.67 mm x 4.32 mm and an elliptical waveguide, the main axes of which were dimensioned at 25.0 mm and 15.3 mm, respectively.
  • the cross-sectional area of the rectangular waveguide is 6.5 times smaller than that of the elliptical waveguide.
  • the clutch has three stages, which are arranged axially symmetrical to each other.
  • the task of the coupling is the low-reflection adjustment of the basic modes H 10 of the rectangular waveguide and H cell of the elliptical waveguide in the frequency range 17.7 GHz to 19.7 GHz.
  • 4 shows the measured (solid line) and the calculated (dashed line) reflection factor in the frequency range from 17.0 to 20.0 GHz.
  • the reflection factor is ⁇ -34dB.

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  • Waveguides (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Es wird eine Kupplung für zwei elektromagnetische Hohlleiter mit unterschiedlichen Querschnittsformen angegeben, die in axialer Richtung hintereinander angeordnete Stufen (S1-S3) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Ecken sowie unterschiedlicher lichter Weite aufweist. Die Abmessungen aller Stufen (S1-S3) sind gezielt so bemessen, daß jeweils neben dem Grundwellentyp auch andere Wellentypen an sich ausbreitungsfähig sind. Aufgrund dieser Abmessungen der Kupplung (3) breiten sich nur die zur Signalführung bestimmten Wellentypen in den angeschlossenen Hohlleitern aus, während die nicht zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen sich durch Überlagerung im wesentlichen auslöschen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung für zwei elektromagnetische Hohlleiter mit unterschiedlichen Querschnittsformen, die in axialer Richtung hintereinander angeordnete Stufen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Ecken sowie unterschiedlicher lichter Weite aufweist, in welcher eine reflexionsarme Transmission der zur Signal führung bestimmten Wellentypen erfolgt (EP 0 145 292 A2).
  • Eine solche auch als "Übergang" bezeichnete Kupplung hat die Aufgabe, den signalführenden Wellentyp (Mode) eines Hohlleiters reflexionsfrei in den zur Signalführung bestimmten Wellentyp des anderen Hohlleiters zu überführen. Sie ist dann erforderlich, wenn die beiden zu verbindenden Hohlleiter unterschiedliche Querschnitte haben und eine direkte Verbindung zu große Reflexionen verursachen würde. Die Querschnitte der beiden Hohlleiter sind dabei grundsätzlich beliebig. Sie können beispielsweise elliptisch, rechteckig, quadratisch oder rund sein.
  • In herkömmlicher Technik ist es bekannt, Hohlleiter unterschiedlicher Querschnittsform mittels einer Kupplung zu verbinden, die von einem Ende zum anderen kontinuierlich von einen Querschnittsform in die andere übergeht (DE-AS 14 91 901). Derartige Kupplungen naben gute elektrische Eigenschaften. Sie sind jedoch nur mit großem Aufwand herstellbar. Außerdem sind sie sehr lang, weil ihre Länge gleich einem Vielfachen der Hohlleiterwellenlänge sein muß.
  • Eine abgestufte Kupplung nach der eingangs erwähnten EP 0 145 292 A2 baut kürzer. Der Einsatz dieser bekannten Kupplung mit sprungförmiger Änderung der Querschnittsgeometrie beschränkt sich ausdrücklich auf Frequenzbereiche, bei denen sowohl in den beiden zu verbindenden Hohlleitern als auch in der Kupplung selbst jeweils nur die entsprechende Grundwelle ausbreitungsfähig sein darf. Die Querschnitte der einzelnen Stufen der Kupplung werden jeweils so gewählt, daß andere Wellentypen nicht ausbreitungsfähig sind. Diese bekannte Kupplung ist daher auf den einmodigen Betrieb beschränkt. Sie dient ausschließlich zur Transmission der jeweiligen Grundmoden der zu verbindenden Hohlleiter. Es wird außerdem vorausgesetzt, daß sich die einzelnen Stufen von einem Ende der Kupplung zum anderen gleichsinnig aufweiten bzw. verengen, damit sich die Grenzfrequenz des Grundmodes innerhalb der Kupplung monoton ändert. Schließlich ist die Kupplung nur für die Verbindung eines rechteckigen mit einem elliptischen Hohlleiter vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Vorrichtung so weiterzubilden, daß sie bei einfachem Aufbau ohne Einschränkungen für die Verbindung beliebiger Hohlleiter und für beliebige signalführende Wellentypen verwendet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
    • daß die Abmessungen aller Stufen gezielt so bemessen sind, daß jeweils neben dem Grundwellentyp auch andere Wellentypen an sich ausbreitungsfähig sind und
    • daß aufgrund dieser Abmessungen der Kupplung sich nur die zur Signalführung bestimmten Wellentypen in den angeschlossenen Hohlleitern ausbreiten, während die nicht zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen sich durch Überlagerung im wesentlichen auslöschen.
  • "Ausbreitungsfähig" im Sinne der Erfindung bedeutet, daß sich aufgrund der Bemessung der Kupplung grundsätzlich alle möglichen Wellentypen ausbreiten könnten bzw. dürfen. Es sind im Gegensatz zur eingangs beschriebenen, bekannten Kupplung keine Maßnahmen getroffen, um die Ausbreitungsfähigkeit irgendwelcher Wellentypen zu verhindern.
  • Die bei dieser Vorrichtung eingesetzte Kupplung ist einfach aufgebaut und einfach herstellbar. Sie kann aus einem Teil gefertigt werden, in das die einzelnen Stufen beispielsweise eingefräst werden. Dabei wird der Durchmesser des Fräsers zweckmäßig und bewußt so gewählt, daß die Radien der abgerundeten Ecken bei der Bemessung der Stufen mit berücksichtigt sind. Die Kupplung ist geeignet, Hohlleiter mit stark unterschiedlichen Querschnitten bei minimalem Leistungsverlust miteinander zu verbinden. Sie ist auf keine bestimmte Querschnittsform der zu verbindenden Hohlleiter beschränkt. Die zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen in den zu verbindenden Hohlleitern können sowohl vom Grundwellentyp sein als auch einem höheren Wellentyp entsprechen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß in einem Hohlleiter der Grundwellentyp und in dem anderen Hohlleiter ein höherer Wellentyp zur Signalführung verwendet wird. Die Kupplung sorgt dabei für die Transformation der Wellentypen in beiden Übertragungsrichtungen.
  • Die Kupplung kann insbesondere auch für Hohlleiter eingesetzt werden, in denen mehrere Moden ausbreitungsfähig sind. So kann die Kupplung mit Vorteil zum Verbinden von Hohlleitern eingesetzt werden, die in sogenannten übermodierten und damit sehr verlustarmen Frequenzbereichen eingesetzt werden. Die Kupplung erlaubt auch die Verbindung eines im einmodigen Frequenzbereich betriebenen und deshalb vergleichsweise kleinen Hohlleiters mit einem übermodierten Hohlleiter, bei dem mehrere Moden ausbreitungsfähig sind und der deshalb einen vergleichsweise großen Querschnitt hat.
  • Bei dieser Kupplung werden die elektromagnetischen Eigenschaften derselben in ihrer Gesamtheit erfaßt. Deren Kenntnis wird zur Herstellung der Kupplung eingesetzt. Dabei werden die an den Diskontinuitäten innerhalb der Kupplung (Stufen) und an den Verbindungsstellen zu den angeschlossenen Hohlleitern auftretenden Verkopplungen der jeweiligen Wellentypen voll berücksichtigt. Um die Verkopplungen aller Wellentypen zu bestimmen, müssen die Wellentypen aller beteiligten Stufen der Kupplung und auch die der zu verbindenden Hohlleiter bekannt sein. Insbesondere ist also die Kenntnis der Feldverteilung der Eigenmoden von Rechteckhohlleitern mit verrundeten Ecken erforderlich. Hierzu zählen sowohl ausbreitungsfähige Wellentypen, die zum Wirkleistungstransport beitragen, als auch Wellentypen, die nicht ausbreitungsfähig sind, da die Betriebsfrequenz unterhalb der jeweiligen Grenzfrequenz der Wellentypen liegt. Derartige Moden transportieren keine Wirkleistung, speichern aber induktive und kapazitive Blindenergie und sind insbesondere zur Beschreibung der Streufelder erforderlich, die sich direkt an den Sprungstellen ausbilden und das Verhalten des signalführenden Wellentyps beeinflussen.
  • Die Kupplung kann auch zur gezielten Anregung mehrerer Wellentypen verwendet werden, um mit deren Überlagerung beispielsweise Antennen zu speisen, die spezielle Richtcharakteristiken aufweisen sollen.
  • Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Verbindungsstelle zwischen zwei Hohlleitern mit einer Kupplung nach der Erfindung.
  • Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung in vergrößerter Darstellung.
  • Fig. 3 bis 5 Stirnansichten von unterschiedlich ausgeführten Kupplungen.
  • Fig. 6 ein Diagramm für den Reflexionsfaktor über der Frequenz.
  • Zwei elektromagnetische Hohlleiter 1 und 2 sind durch eine Kupplung 3 reflexionsarm miteinander verbunden. Die Hohlleiter 1 und 2 haben stark unterschiedliche Abmessungen. Der Hohlleiter 1 hat beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt, während der Hohlleiter 2 beispielsweise elliptisch ist, mit einer wesentlich größeren lichten Querschnittsfläche als der Hohlleiter 1.
  • Die Kupplung 3 weist in ihrem lichten Querschnitt drei Stufen S1, S2 und S3 auf. Die lichten Abmessungen der Stufen S1 bis S3 können sich gemäß Fig. 3 von einem Ende der Kupplung 3 zu ihrem anderen Ende gleichsinnig ändern, so daß am einen Ende der kleinere Hohlleiter 1 und am anderen Ende der größere Hohlleiter 2 reflexionsarm angeschlossen werden können. Die Stufen S1 bis S3 können einander gemäß Fig. 4 auch überlappen. Die durch die Stufen S1 bis S3 gegebene sprunghafte Änderung der Grenzfrequenz der zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen kann dann von einem Ende der Kupplung fallen und wieder ansteigen bzw. umgekehrt. Ob es zu derartigen Überlappungen kommt, hängt vom Betriebsfrequenzbereich und der jeweiligen Querschnittsform und -größe der zu verbindenden Hohlleiter ab und wird im jeweiligen Anwendungsfall entschieden. Auf jeden Fall ist der Anschluß der zu verbindenden Hohlleiter eindeutig und darf nicht vertauscht werden, da die Kupplung in axialer Richtung unsymmetrisch ist. Die Achsen der einzelnen Stufen S1 bis S3 können gemäß Fig. 5 auch um eine Strecke V gegeneinander versetzt sein, und zwar sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung.
  • Die Kupplung 3 ist einteilig ausgeführt. Sie ist über Flansche 4 und 5 an die Hohlleiter 1 und 2 anschließbar. Die Stufen S1 bis S3 können beispielsweise mittels eines Fräsers hergestellt werden. Jede der Stufen S1 bis S3 hat dann einen i. w. rechteckigen lichten Querschnitt mit abgerundeten Ecken. Der Radius der Ecken wird vom Durchmesser des eingesetzten Fräsers bestimmt. Begrenzt wird er nur durch die Höhe und die Breite der einzelnen Stufen.
  • Höhe H, Breite B und die axiale Länge L der Stufen S1 bis S3 sowie der Radius R ihrer abgerundeten Ecken werden so bemessen, daß außer dem signalführenden Wellentyp alle anderen Wellentypen so bedämpft werden, daß sie sich nicht in den Hohlleitern 1 und 2 ausbreiten und daß dem signalführenden Wellentyp durch die Verkopplungen mit anderen Wellentypen vernachlässigbar wenig Energie entzogen wird. Die Bedämpfung der unerwünschten Wellentypen erfolgt durch eine gegenphasige Überlagerung der an den Diskontinuitäten verursachten Mehrfachreflexionen und -transmissionen dieser nicht zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen. Grundsätzlich sind in allen drei Stufen S1 bis S3 mehrere Wellentypen entsprechend obiger Erläuterung im zu übertragenden Frequenzbereich "ausbreitungsfähig".
  • Die Festlegung grundlegender mechanischer Eigenschaften der Kupplung 3 kann nach Maßgabe des zu übertragenden Frequenzbereichs und der geforderten Anpassung der signalführenden Wellentypen nach Erfahrungswerten durchgeführt werden. Dieses bezieht sich i. w. auf die Anzahl der erforderlichen Stufen der Kupplung 3, die Wahl der jeweiligen Verrundungen und auf die Möglichkeit der Überlappung einzelner Stufen der Kupplung 3 oder der äußeren Stufen der Kupplung 3 mit den angeschlossenen Hohlleitern 1 und 2.
  • Zur Bestimmung der optimalen lichten Abmessungen und der optimalen Breite der Stufen S1 bis S3 kann mit Einsatz eines Digitalrechners eine feldtheoretische Analyse durchgeführt werden, welche die elektromagnetischen Verkopplungen aller Wellentypen und insbesondere deren Auswirkungen auf das Reflexions- und Transmissionsverhalten der signalführenden Wellentypen der angeschlossenen Hohlleiter 1 und 2 vollständig erfaßt. Diese Analyse kann z. B. mit Hilfe der sogenannten gegenseitigen Orthogonalreihenentwicklung erfolgen. Durch die Forderung nach einer Stetigkeit der tangentialen elektrischen und magnetischen Felder an jeder Diskontinuität der Kupplung 3 werden bei dieser Methode die Verkopplungen der Wellentypen berechnet, und zwar unter Berücksichtigung aller erforderlichen Eigenmoden eines rechteckigen Hohlleiters mit abgerundeten Ecken. Die Anwendung der Orthogonalreihenentwicklung erlaubt die Berechnung von Streumatrizen der einzelnen Stufen der Kupplung 3 und damit eine mathematische Erfassung sämtlicher elektromagnetischer Eigenschaften derselben. Durch die Kenntnis der Streumatrizen an den Sprungstellen (Stufen) ist eine exakte Berechnung und Optimierung der Kupplung 3 möglich.
  • Mit Kenntnis der Verkopplungen der Wellentypen in der Kupplung ist durch gezielte Variation der mechanischen Parameter - Höhe H, Breite B, Länge L, Verrundungsradius R, Versatz V der Stufen S1 bis S3 in der transversalen Ebene - eine Optimierung der elektrischen Eigenschaften der Kupplung 3 möglich. Die Anzahl der erforderlichen Stufen der Kupplung 3 richtet sich hauptsächlich nach den Querschnitten der zu verbindenden Hohlleiter, nach der geforderten Frequenzbandbreite und nach den elektromagnetischen Anforderungen innerhalb des gewählten Frequenzbereichs. Das bezieht sich beispielsweise auf den Reflexions- und Transmissionsfaktor der signalführenden Wellentypen.
    • Beispiel
  • Es wurde eine Kupplung zwischen einem rechteckigen Hohlleiter mit einem Querschnitt von 10,67 mm x 4,32 mm und einem elliptischen Hohlleiter hergestellt, dessen Hauptachsen mit 25,0 mm bzw. 15,3 mm bemessen sind. Die Querschnittsfläche des rechteckigen Hohlleiters ist um den Faktor 6,5 kleiner als die des elliptischen Hohlleiters. Die Kupplung hat drei Stufen, die achsensymmetrisch zueinander angeordnet sind. Aufgabe der Kupplung ist die reflexionsarme Anpassung der Grundmoden H10 des rechteckigen Hohlleiters und Hcell des elliptischen Hohlleiters im Frequenzbereich 17,7 GHz bis 19,7 GHz. In Fig. 4 sind der gemessene (ausgezogene Linie) und der berechnete (gestrichelte Linie) Reflexionsfaktor im Frequenzbereich von 17,0 bis 20,0 GHz dargestellt. Der Reflexionsfaktor liegt bei <-34dB. Obwohl ab 17 GHz bereits 6 Moden im elliptischen Hohlleiter prinzipiell ausbreitungsfähig sind, wird die Energie nur zwischen den Grundmoden ausgetauscht.

Claims (7)

  1. Kupplung für zwei elektromagnetische Hohlleiter mit unterschiedlichen Querschnittsformen, die in axialer Richtung hintereinander angeordnete Stufen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Ecken sowie unterschiedlicher lichter Weite aufweist, in welcher eine reflexionsarme Transmission der zur Signalführung bestimmten Wellentypen erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Abmessungen aller Stufen (S1-S3) gezielt so bemessen sind, daß jeweils neben dem Grundwellentyp auch andere Wellentypen an sich ausbreitungsfähig sind und
    - daß aufgrund dieser Abmessungen der Kupplung (3) sich nur die zur Signalführung bestimmten Wellentypen in den angeschlossenen Hohlleitern ausbreiten, während die nicht zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen sich durch Überlagerung im wesentlichen auslöschen.
  2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen (S1-S3) einander überlappen.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stufen (S1-S3) in Abhängigkeit vom zu übertragenden Frequenzband und von dem jeweils gewünschten Wellentyp mit der Höhe (H) und der Breite (B) des lichten Querschnitts sowie der axialen Länge (L) und dem Radius (R) der abgerundeten Ecken sowie dem möglichen Versatz (V) ihrer Achsen gegeneinander als Parameter bemessen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Stufen (S1-S3) der Kupplung (3) durch Einsatz eines Fräsers erzeugt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) in Gußtechnik hergestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (3) durch galvanische Abscheidung hergestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bemessung der Stufen (S1-S3) der Kupplung (3) die zur Signalführung vorgesehenen Wellentypen einander im gewünschten Sinne in Phasenlage und Amplitude überlagern.
EP97400752A 1996-04-20 1997-04-01 Kupplung für zwei elektromagnetische Hohlleiter mit unterschiedlichen Querschnittsformen Expired - Lifetime EP0802576B1 (de)

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DE19615854 1996-04-20

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