EP0872910A2 - Richtkoppler - Google Patents

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EP0872910A2
EP0872910A2 EP98100760A EP98100760A EP0872910A2 EP 0872910 A2 EP0872910 A2 EP 0872910A2 EP 98100760 A EP98100760 A EP 98100760A EP 98100760 A EP98100760 A EP 98100760A EP 0872910 A2 EP0872910 A2 EP 0872910A2
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EP
European Patent Office
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coupling
directional coupler
coupling space
height
waveguide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98100760A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0872910A3 (de
Inventor
Werner Speldrich
Uwe Rosenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ericsson AB
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0872910A2 publication Critical patent/EP0872910A2/de
Publication of EP0872910A3 publication Critical patent/EP0872910A3/de
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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
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/181—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides
    • H01P5/182—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides the waveguides being arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to a directional coupler a coupling room, two on each of the two ends Waveguides are coupled, the coupling space so is dimensioned that in addition to the basic shaft type H10 the higher wave types H11 and E11 are spreadable.
  • Such a directional coupler is from the German Auslegeschrift 1126461 known.
  • This directional coupler exists from two rectangular waveguides, which directly with their Broad sides are adjacent, being in the common Partition of the waveguide is an opening which a Coupling space forms, in which the basic wave type H10 and higher shaft types H11 and E11 are viable.
  • This state of the art requires the partition between the waveguides to be as thin as possible in order to Joints at the transitions from the waveguides to the Coupling space for reducing reflections as far as possible to keep very narrow.
  • the one in this publication Directional coupler described is very narrow-band. That's why the registration is based on the task of a directional coupler of the type mentioned above, the essential broadband than the directional coupler according to the state of the Technology is.
  • the above object is achieved according to the features of the claim 1 solved in that between the coupling space and individual waveguides coupling screens are located and that the Height of the coupling space at least 2.5 times the height corresponds to a coupling panel. So you achieve a very broadband adaptation of the waveguide to the shaft types in the Coupling room.
  • the coupling space with the connecting waveguides can can be made very easily by milling what particularly advantageous for use in Millimeter wave frequency range is.
  • the directional coupler is characterized by a very compact design and he has a very high performance tolerance, because there are no very narrow gaps in the coupling area.
  • FIGs 1 and 2 are two different longitudinal sections a directional coupler made in waveguide technology shown.
  • 1 shows a longitudinal section parallel to the waveguide narrow side b and FIG. 2 one Longitudinal section A-A parallel to the broadside of the waveguide a.
  • the Directional coupler consists of a coupling space KR of length l, on the two faces of each two symmetrical Rectangular waveguides H1, H3 and H2, H4 are coupled.
  • everyone Waveguide H1, H2, H3 and H4 is via a coupling plate KB1, KB2, KB3, KB4 coupled to the coupling space KR.
  • the Coupling space KR has a height that is at least 2.5 times corresponds to the coupling aperture height b. From his The basic shaft types H10 and the higher wave types H11 and E11 can be spread.
  • the waveguide H1 is the entrance gate of the Directional coupler is in which an electromagnetic wave from Type H10 enters.
  • the energy of this wave is said to be on the split two waveguides H2 and H4, but not in the Waveguide H3 can be coupled.
  • This requirement is met one in that the coupling space K3 with respect to its width and height is dimensioned so that the transition from the wave entering the waveguide H1 into the coupling space KR in addition to the basic shaft type H10, the higher shaft types H11 and E11 can be excited, which is then in the coupling space KR in Spread the direction of the waveguides H2 and H4.
  • these types of waves share the energy of the fed Shafts in equal parts on the fundamental wave H10 and on the both higher shaft types H11 and E11.
  • the fundamental wave H10 therefore contains the same amount of energy as that two higher shaft types H11 and E11 together.
  • the energy components of the H11 and E11 shaft types vary in the operating frequency range and are only for a discrete Frequency is the same size, but in total they always form the Half the energy of the injected wave.
  • the Waveguide H3 opens into the coupling space KR, it happens an extinction of the superimposed fields of the Wave types H10 and H11, E11, so no energy in them Waveguide H3 is coupled.
  • the phase difference is essential for the coupling function the 3 dB signal components of the H10 basic wave type and the H11 and E11 wave types in the branching plane of the waveguide H2 and H4.
  • the cross section and the length l of the Coupling space KR can be the desired phase difference to adjust. This means that different coupling attenuations through the appropriate choice of these parameters.
  • the coupling plates KB1, KB2, KB3 and Kb4 in the transitions from the waveguides H1, H2, H3, H4 to the coupling space KR cause a broadband low-reflection adjustment of the Waveguide H1, H2, H3, H4 to the shaft types in the coupling space KR.
  • discontinuities KD are provided, of which one in Figures 1 and 2 Discontinuity KD in the form of a cross-sectional jump is provided.
  • discontinuities KD in the coupling space KR Improvement of the reflection factor and optimization the excitation of the different shaft types in the coupling space KR can also use pins in suitable locations in the coupling area KR be provided.

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

Ein einfach herstellbarer und sehr breitbandiger Richtkoppler mit einem Koppelraum (KR), an dessen Stirnseiten je zwei Hohlleiter (H1, H2, H3, H4) angekoppelt sind, weist zwischen den einzelnen Hohlleitern (H1, H2, H3, H4) und dem Koppelraum (KR), in dem neben dem Grundwellentyp (H10) die höheren Wellentypen (H11 und E11) ausbreitungsfähig sind, Koppelblenden (KB1, KB2, KB3, KB4) auf. Außerdem entspricht die Höhe des Koppelraums (KR) mindestens dem 2,5-Fachen der Höhe (b) einer Koppelblende (KB1, KB2, KB3, KB4). <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Richtkoppler mit einem Koppelraum, an dessen zwei Stirnseiten je zwei Hohlleiter angekoppelt sind, wobei der Koppelraum so dimensioniert ist, daß darin neben dem Grundwellentyp H10 die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig sind.
Ein derartiger Richtkoppler ist aus der deutschen Auslegeschrift 1126461 bekannt. Dieser Richtkoppler besteht aus zwei Rechteckhohlleitern, welche direkt mit ihren Breitseiten benachbart sind, wobei sich in der gemeinsamen Trennwand der Hohlleiter eine Öffnung befindet, welche einen Koppelraum bildet, in dem der Grundwellentyp H10 und die höheren Wellentypen H11 und E11 existenzfähig sind. Gemäß diesem Stand der Technik wird gefordert, die Trennwand zwischen den Hohlleitern möglichst dünn auszugestalten, um Stoßstellen an den Übergängen von den Hohlleitern auf den Koppelraum zur weitgehenden Verringerung von Reflexionen sehr schmal zu halten. Der in dieser Druckschrift beschriebene Richtkoppler ist sehr schmalbandig. Deshalb liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, einen Richtkoppler der eingangs genannten Art anzugeben, der wesentlich breitbandiger als der Richtkoppler gemäß dem Stand der Technik ist.
Vorteile der Erfindung
Die genannte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Koppelraum und den einzelnen Hohlleitern Koppelblenden befinden und daß die Höhe des Koppelraumes mindestens dem 2,5-Fachen der Höhe einer Koppelblende entspricht. Damit erreicht man eine sehr breitbandige Anpassung der Hohlleiter an die Wellentypen im Koppelraum. Der Koppelraum mit den Anschlußhohlleitern kann sehr einfach durch Fräsen hergestellt werden, was insbesondere sehr vorteilhaft für die Anwendung im Millimeterwellen-Frequenzbereich ist. Ausserdem zeichnet sich der Richtkoppler durch eine sehr kompakte Bauform aus und er besitzt eine sehr hohe Leistungsverträglichkeit, da es im Koppelbereich keine sehr schmalen Spalte gibt.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1 einen in Längsrichtung aufgeschnittenen Richtkoppler und
  • Figur 2 einen Längsschnitt A-A des Richtkopplers.
    • In den Figuren 1 und 2 sind zwei verschiedene Längsschnitte eines in Hohlleitertechnik ausgeführten Richtkopplers dargestellt. Dabei zeigt die Figur 1 einen Längsschnitt parallel zur Hohlleiterschmalseite b und die Figur 2 einen Längsschnitt A-A parallel zur Hohlleiterbreitseite a. Der Richtkoppler besteht aus einem Koppelraum KR von der Länge l, an dessen beiden Stirnseiten jeweils zwei symmetrische Rechteckhohlleiter H1, H3 und H2, H4 angekoppelt sind. Jeder Hohlleiter H1, H2, H3 und H4 ist über eine Koppelblende KB1, KB2, KB3, KB4 an den Koppelraum KR angekoppelt. Der Koppelraum KR hat eine Höhe, die mindestens dem 2,5-Fachen der Koppelblendenhöhe b entspricht. Von seiner Dimensionierung her sind in ihm der Grundwellentyp H10 und die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig.
    Es sei angenommen, daß der Hohlleiter H1 das Eingangstor des Richtkopplers ist, in den eine elektromagnetische Welle vom Typ H10 eintritt. Die Energie dieser Welle soll auf die beiden Hohlleiter H2 und H4 aufgeteilt, aber nicht in den Hohlleiter H3 eingekoppelt werden. Diese Forderung erreicht man dadurch, daß der Koppelraum K3 bezüglich seiner Breite und Höhe so dimensioniert wird, daß beim Übergang der durch den Hohlleiter H1 eintretenden Welle in den Koppelraum KR neben dem Grundwellentyp H10 die höheren Wellentypen H11 und E11 angeregt werden, welche sich dann im Koppelraum KR in Richtung der Hohlleiter H2 und H4 ausbreiten. Bei der Wahl dieser Wellentypen teilt sich die Energie der eingespeisten Wellen zu gleichen Teilen auf die Grundwelle H10 und auf die beiden höheren Wellentypen H11 und E11 auf. Die Grundwelle H10 enthalt also einen gleichgroßen Energieanteil wie die beiden höheren Wellentypen H11 und E11 zusammen. Die Energieanteile des H11 und des E11 Wellentyps variieren zwar im Betriebsfrequenzbereich und sind nur bei einer diskreten Frequenz gleich groß, in der Summe aber bilden sie stets die Hälfte der Energie der eingespeisten Welle. Dort wo der Hohlleiter H3 in den Koppelraum KR einmündet, kommt es zu einer Auslöschung der einander überlagerten Felder der Wellentypen H10 und H11, E11, so daß keine Energie in diesen Hohlleiter H3 eingekoppelt wird.
    Wesentlich für die Koppelfunktion ist die Phasendifferenz der 3-dB Signalanteile des H10-Grundwellentyps und der H11 und E11-Wellentypen in der Verzweigungsebene der Hohlleiter H2 und H4. Durch Wahl des Querschnitts und der Länge l des Koppelraums KR läßt sich die gewünschte Phasendifferenz einstellen. Somit können unterschiedliche Koppeldämpfungen über die geeignete Wahl dieser Parameter realisiert werden.
    Die Koppelblenden KB1, KB2, KB3 und Kb4 in den Übergängen von den Hohlleitern H1, H2, H3, H4 auf den Koppelraum KR bewirken eine breitbandige reflexionsarme Anpassung der Hohlleiter H1, H2, H3, H4 an die Wellentypen im Koppelraum KR.
    Zur Optimierung eines möglichst breitbandigen Übertragungsverhaltens des Richtkopplers können zudem im Koppelraum KR ein oder mehrere Diskontinuitäten KD vorgesehen werden, von denen in den Figuren 1 und 2 eine Diskontinuität KD in Form eines Querschnittsprunges vorgesehen ist. Als Diskontinuitäten KD im Koppelraum KR zur Verbesserung des Reflexionsfaktors und zu einer Optimierung der Anregung der verschiedenen Wellentypen im Koppelraum KR können auch Stifte an geeigneten Stellen im Koppelraum KR vorgesehen werden.

    Claims (1)

    1. Koppler mit einem Koppelraum, an dessen zwei Stirnseiten je zwei Hohlleiter angekoppelt sind, wobei der Koppelraum so dimensioniert ist, daß darin neben dem Grundwellentyp H10 die höheren Wellentypen H11 und E11 ausbreitungsfähig sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Koppelraum (KR) und den einzelnen Hohlleitern (H1, H2, H3, H4) Koppelblenden (KB1, KB2, KB3, KB4) befinden und daß die Höhe des Koppelraums (KR) mindestens dem 2,5-Fachen der Höhe (b) einer Koppelblende (KB1, KB2, KB3, KB4) entspricht.
    EP98100760A 1997-04-18 1998-01-17 Richtkoppler Withdrawn EP0872910A3 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19716290 1997-04-18
    DE19716290A DE19716290A1 (de) 1997-04-18 1997-04-18 Richtkoppler

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0872910A2 true EP0872910A2 (de) 1998-10-21
    EP0872910A3 EP0872910A3 (de) 1999-07-07

    Family

    ID=7826939

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    EP98100760A Withdrawn EP0872910A3 (de) 1997-04-18 1998-01-17 Richtkoppler

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    US (1) US6127902A (de)
    EP (1) EP0872910A3 (de)
    DE (1) DE19716290A1 (de)

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    Also Published As

    Publication number Publication date
    EP0872910A3 (de) 1999-07-07
    DE19716290A1 (de) 1998-10-29
    US6127902A (en) 2000-10-03

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