EP0986123A2 - Transition between two square waveguides rotated through 45 - Google Patents
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- H01P1/022—Bends; Corners; Twists in waveguides of polygonal cross-section
Definitions
- the present invention relates to a transition between two around a common longitudinal axis at 45 ° to each other twisted square waveguides.
- a transition is fed into a square waveguide Basic wave type of a horizontal or vertical Polarization into two equal signal components Basic wave types on the other rotated by 45 ° Split square waveguide.
- Basic wave type of a horizontal or vertical Polarization
- Basic wave types on the other rotated by 45 ° Split square waveguide.
- such a transition causes a 3dB power split and e.g. therefore with an additional polarizer for the conversion of a linear polarization into a circular one Polarization can be used.
- According to the above Publishing occurs the transition between the two Square waveguides by a mutual Cross-section intersection. This form of transition between two square waveguides rotated against each other by 45 ° only through special, complex, high costs Manufacturing processes (e.g. galvanoplastic or eroding) producible.
- the invention is therefore based on the object Transition of the type mentioned at the beginning, which with is as simple as possible to produce.
- the one Internal cross-sectional dimensions of both square waveguides are not has inner diameter exceeding.
- a Further training can be in the direction of the longitudinal axis Round waveguide section at least one other Round waveguide section with a different inner diameter connect, which also has the internal cross-sectional dimensions does not exceed either square waveguide.
- each of the two is there Square waveguide sections rotated about the longitudinal axis so that its side walls are parallel to the side walls of it directly adjacent square waveguide are aligned, and the internal cross-sectional dimensions of each Square waveguide sections do not exceed that Internal cross-sectional dimensions of the one directly adjacent to it Square waveguide.
- the Inside diameter is the inside cross-sectional dimensions of the two Square waveguide sections does not exceed.
- the Square waveguide section is rotated about the longitudinal axis so that its side walls are parallel to the side walls of it directly adjacent square waveguide are aligned, and the circular waveguide section has a die Internal cross-sectional dimensions of the one directly adjacent to it Square waveguide not exceeding inner diameter on.
- the transition between the two by 45 ° against each other twisted square waveguides can e.g. for one Polarization conversion or used as a 3dB power divider become.
- the different variants of a transition between two around Quadrant waveguides rotated by 45 ° are very good low reflection and they allow the individual Sections of the transition from the end faces by means of a milling machine can be processed.
- the milling is associated with a considerably lower effort than Electroplating or EDM processes.
- Figures 1a and 1b illustrate that one in one Square waveguide 1 fed vertically polarized ( Figure 1a) or horizontally polarized (Figure 1b) Fundamental wave through the transition to a square waveguide 2, compared to the square waveguide 1 around its longitudinal axis Is rotated 45 °, in two equally large orthogonal to each other divided polarized signal components of the basic wave type becomes.
- the arrows in FIGS. 1a and 1b indicate the Polarization directions of the signal components.
- Figures 2 to 6 there is one on the left side View from the end face of the first square waveguide 1 shown here in the transition. And on the right Side of Figures 2 to 6 is a longitudinal section A-A, B-B, C-C, D-D and E-E represented by the transition.
- the lines in Figures 2 to 6 give only the contours of Internal cross sections or longitudinal sections of the individual Waveguide sections again.
- the one in the individual Waveguide sections on the right side of FIGS. 2 to 6 drawn square or circle symbols indicate the Cross-sectional shape of the respective waveguide section.
- the embodiment of a transition shown in Figure 2 between the first square waveguide 1 and him compared to second square waveguide 2 rotated by 45 ° consists of a circular waveguide section 3, the one Internal cross-sectional dimensions of both square waveguides 1 and 2 does not exceed the inner diameter.
- the shown embodiment corresponds to the Inner diameter of the circular waveguide section 3 exactly Side length of the square waveguide 1 and 2.
- the transition shown in Figure 4 between the first Square waveguide 1 and the second square waveguide 2 consists of two in a row in the direction of the longitudinal axis arranged square waveguide sections 5 and 6 with rounded corners.
- the first square waveguide 1 directly adjacent square waveguide section 5 each of the two square waveguide sections 5 and 6 are the same aligned like the one directly adjacent to it Square waveguide 1 and 2. That is, the Square waveguide section 5 is with respect to the first Square waveguide 1 50 rotated that its side walls parallel to the side walls of the square waveguide 1 are aligned, and the square waveguide section 6 about the longitudinal axis common to all waveguide sections rotated that its side walls are parallel to the side walls of the square waveguide 2 are aligned.
- the Internal cross section of the square waveguide section 5 is not larger than the inner cross section of the neighboring one Square waveguide 1.
- the inner cross section of the Square waveguide section 6 not larger than that Internal cross section of the adjacent square waveguide 2. It can also be between the two Square waveguide sections 5, 6 with rounded corners or several more square waveguide sections with rounded corners are inserted, the inner cross-sections must not be larger than the one on each side adjacent waveguide section.
- the transition in FIG. 5 differs from that in FIG. 4 in that a round waveguide section 7 is also inserted between the two square waveguide sections 5 and 6. With this additional transformation level, the reflection properties of the transition can be further improved.
- a square waveguide section with rounded corners can also be used, the inner cross section of which is smaller than that of the two adjacent waveguide sections.
- the transition shown in Figure 6 consists of a Round waveguide section 8 and a square waveguide 9 together.
- the one following the square waveguide 1 Round waveguide section has a diameter that is not goes beyond the side length of the square waveguide 1. in the special case is the diameter of the Round waveguide section 8 equal to the side length of the Square waveguide 1.
- On the round waveguide section 8 includes a square waveguide section 9 rounded corners. This square waveguide section 9 is rotated about the longitudinal axis so that its side walls parallel to the side walls of the one directly adjacent to it Square waveguide 2 are aligned. Moreover exceed the internal cross-sectional dimensions of the Square waveguide section 9 not the Inner cross-sectional dimensions of the square waveguide 2.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Übergang zwischen zwei um eine gemeinsame Längsachse um 45° gegeneinander verdrehten Quadrathohlleitern. Mit einem solchen Übergang wird ein in einen Quadrathohlleiter eingespeister Grundwellentyp einer horizontalen oder vertikalen Polarisation in zwei gleich große Signalanteile der Grundwellentypen am anderen um 45° gedrehten Quadrathohlleiter aufgeteilt. Wie aus dem Buch " Waveguide Components for Antenna Feed Systems: Theory and CAD" , Artech House, Boston-London, 1993, Seite 423 hervorgeht, bewirkt ein solcher Übergang eine 3dB Leistungsteilung und er kann z.B. daher mit einem zusätzlichen Polarisator für die Umwandlung einer linearen Polarisation in eine zirkulare Polarisation verwendet werden. Gemäß der genannten Veröffentlichung erfolgt der Übergang zwischen den beiden Quadrathohlleitern durch eine gegenseitige Querschnittsverschneidung. Diese Form des Übergangs zwischen zwei gegeneinander um 45° verdrehten Quadrathohlleitern ist nur durch spezielle, aufwendige, mit hohen Kosten verbundene Fertigungsverfahren (z.B. Galvanoplastik oder Erodieren) herstellbar. The present invention relates to a transition between two around a common longitudinal axis at 45 ° to each other twisted square waveguides. With such a transition is fed into a square waveguide Basic wave type of a horizontal or vertical Polarization into two equal signal components Basic wave types on the other rotated by 45 ° Split square waveguide. As from the book "Waveguide Components for Antenna Feed Systems: Theory and CAD ", Artech House, Boston-London, 1993, page 423. such a transition causes a 3dB power split and e.g. therefore with an additional polarizer for the conversion of a linear polarization into a circular one Polarization can be used. According to the above Publishing occurs the transition between the two Square waveguides by a mutual Cross-section intersection. This form of transition between two square waveguides rotated against each other by 45 ° only through special, complex, high costs Manufacturing processes (e.g. galvanoplastic or eroding) producible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Übergang der eingangs genannten Art anzugeben, der mit möglichst geringem Aufwand herstellbar ist.The invention is therefore based on the object Transition of the type mentioned at the beginning, which with is as simple as possible to produce.
Die genannte Aufgabe wird alternativ entweder mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 3 oder des
Anspruchs 5 gelöst.The task mentioned is alternatively either with the
Features of
Nach Anspruch 1 ist zwischen den beiden Quadrathohlleitern
ein Rundhohlleiterabschnitt vorhanden, der einen die
Innenquerschnittsabmessungen beider Quadrathohlleiter nicht
überschreitenden Innendurchmesser aufweist. In einer
Weiterbildung kann sich in Richtung der Längsachse an den
Rundhohlleiterabschnitt mindestens ein weiterer
Rundhohlleiterabschnitt mit einem anderen Innendurchmesser
anschließen, der ebenfalls die Innenquerschnittsabmessungen
beider Quadrathohlleiter nicht überschreitet.According to
Gemäß dem Anspruch 3 sind zwischen den beiden
Quadrathohlleitern zwei in Richtung der Längsachse
aneinandergereihte Quadrathohlleiterabschnitte mit
abgerundeten Ecken vorhanden. Dabei ist jeder der beiden
Quadrathohlleiterabschnitte um die Längsachse so gedreht,
daß seine Seitenwände parallel zu den Seitenwänden des ihm
direkt benachbarten Quadrathohlleiters ausgerichtet sind,
und die Innenquerschnittsabmessungen jedes
Quadrathohlleiterabschnitts überschreiten nicht die
Innenquerschnittsabmessungen des ihm direkt benachbarten
Quadrathohlleiters. In einer Weiterbildung kann zwischen den
beiden Quadrathohlleiterabschnitten mindestens ein
Rundhohlleiterabschnitt eingefügt sein, dessen
Innendurchmesser die Innenquerschnittsabmessungen der beiden
Quadrathohlleiterabschnitte nicht überschreitet.According to
Gemäß dem Anspruch 5 sind zwischen den beiden
Quadrathohlleitern in Richtung der Längsachse ein
Rundhohlleiterabschnitt und ein Quadrathohlleiterabschnitt
mit abgerundeten Ecken aneinandergereiht. Der
Quadrathohlleiterabschnitt ist um die Längsachse so gedreht,
daß seine Seitenwände parallel zu den Seitenwänden des ihm
direkt benachbarten Quadrathohlleiters ausgerichtet sind,
und der Rundhohlleiterabschnitt weist einen die
Innenquerschnittsabmessungen des ihm direkt benachbarten
Quadrathohlleiters nicht überschreitenden Innendurchmesser
auf.According to
Wie aus weiteren Unteransprüchen hervorgeht, können spezielle Weiterbildungen darin bestehen, daß die beiden Quadrathohlleiter gleiche Innenquerschnittsabmessungen aufweisen und daß der (die) Rundhohlleiter- bzw. Quadrathohlleiterabschnitt(e) eine Länge von ca. nλ/4 (n = 1,3, 5, ....) hat (haben), wobei λ die Hohlleiterwellenlänge des jeweiligen Hohlleiterabschnitts ist.As can be seen from further subclaims, special training consists in that the two Square waveguide with the same internal cross-sectional dimensions and that the circular waveguide or Square waveguide section (e) a length of approx. Nλ / 4 (n = 1,3, 5, ....), where λ is the waveguide wavelength of the respective waveguide section.
Der Übergang zwischen den beiden um 45° gegeneinander verdrehten Quadrathohlleitern kann z.B. für eine Polarisationswandlung oder als 3dB Leistungsteiler verwendet werden.The transition between the two by 45 ° against each other twisted square waveguides can e.g. for one Polarization conversion or used as a 3dB power divider become.
Die verschiedenen Varianten eines Übergangs zwischen zwei um 45° gegeneinander verdrehten Quadrathohlleitern sind sehr reflexionsarm und sie erlauben es, daß die einzelnen Abschnitte des Übergangs von den Stirnseiten her mittels einer Fräsmaschine bearbeitet werden können. Das Fräsen ist mit einem erheblich geringeren Aufwand verbunden als Galvanoplastik- oder Erodierprozesse. The different variants of a transition between two around Quadrant waveguides rotated by 45 ° are very good low reflection and they allow the individual Sections of the transition from the end faces by means of a milling machine can be processed. The milling is associated with a considerably lower effort than Electroplating or EDM processes.
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
Die Figuren 1a und 1b verdeutlichen, daß eine in einen
Quadrathohlleiter 1 eingespeiste vertikal polarisierte
(Figur 1a) bzw. horizontal polarisierte (Figur 1b)
Grundwelle durch den Übergang auf einen Quadrathohlleiter 2,
der gegenüber dem Quadrathohlleiter 1 um seine Längsachse um
45° gedreht ist, in zwei gleich große orthogonal zueinander
polarisierte Signalanteile vom Grundwellentyp aufgeteilt
wird. Die Pfeile in den Figuren 1a und 1b deuten die
Polarisationsrichtungen der Signalanteile an. Würde man an
den zweiten Quadrathohlleiter 2 eine Weiche anschließen,
welche die beiden orthogonal zueinander polarisierten gleich
großen Signalanteile voneinander trennt, hätte man einen
3dB-Leistungsteiler.Figures 1a and 1b illustrate that one in one
Würde man in den zweiten Quadrathohlleiter 2 ein auf einen
der beiden Signalanteile einwirkendes phasenschiebendes
Medium einfügen, welches eine 90° Phasendifferenz zwischen
den beiden Signalanteilen hervorriefe, so ließe sich ein
Polarisator realisieren, der eine lineare Polaristation in
eine zirkulare Polarisation umwandelt.Would one in the second
In den Figuren 2 bis 6 sind einige Ausführungsbeispiele für
die Realisierung eines Übergangs zwischen den beiden um 45°
um deren gemeinsame Längsachse gegeneinander verdrehten
Quadrathohlleitern 1 und 2 dargestellt. Die Übergänge sind
so gestaltet, daß sie möglichst reflexionsarm sind und einen
möglichst geringen Fertigungsaufwand erfordern.In the figures 2 to 6 are some embodiments for
the realization of a 45 ° transition between the two
twisted against each other about their common longitudinal
In den Figuren 2 bis 6 ist jeweils auf der linken Seite eine
Ansicht von der Stirnseite des ersten Quadrathohlleiters 1
her in den Übergang hinein dargestellt. Und auf der rechten
Seite der Figuren 2 bis 6 ist ein Längsschnitt A-A, B-B, C-C,
D-D und E-E durch den Übergang dargestellt. Die Linien in
den Figuren 2 bis 6 geben jeweils nur die Konturen der
Innenquerschnitte bzw. Längsschnitte der einzelnen
Hohlleiterabschnitte wieder. Die in den einzelnen
Hohlleiterabschnitten auf der rechten Seite der Figuren 2
bis 6 eingezeichneten Quadrat- bzw. Kreissymbole deuten die
Querschnittsform des jeweiligen Hohlleiterabschnitts an.In Figures 2 to 6 there is one on the left side
View from the end face of the first
Die in der Figur 2 dargestellte Ausführung eines Übergangs
zwischen dem ersten Quadrathohlleiter 1 und dem ihm
gegenüber um 45° verdrehten zweiten Quadrathohlleiter 2
besteht aus einem Rundhohlleiterabschnitt 3, der einen die
Innenquerschnittsabmessungen beider Quadrathohlleiter 1 und
2 nicht überschreitenden Innendurchmesser aufweist. In den
gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der
Innendurchmesser des Rundhohlleiterabschnitts 3 genau der
Seitenlänge der Quadrathohlleiter 1 und 2.The embodiment of a transition shown in Figure 2
between the first
Bei der Ausführung des Übergangs in der Figur 3 ist an den
Rundhohlleiterabschnitt 3 noch ein weiterer
Rundhohlleiterabschnitt 4 mit einem kleineren Durchmesser
als der Hohlleiterabschnitt 3 angeschlossen. Man kann auch
mehr als nur zwei solcher Transformationsstufen
hintereinander schalten, um den Übergang reflexionsärmer zu
gestalten.When executing the transition in Figure 3 is to the
Der in der Figur 4 dargestellte Übergang zwischen dem ersten
Quadrathohlleiter 1 und dem zweiten Quadrathohlleiter 2
besteht aus zwei in Richtung der Längsachse hintereinander
angeordneten Quadrathohlleiterabschnitten 5 und 6 mit
abgerundeten Ecken. Der dem ersten Quadrathohlleiter 1
direkt benachbarte Quadrathohlleiterabschnitt 5 jeder der
beiden Quadrathohlleiterabschnitte 5 und 6 ist gleich
ausgerichtet wie der ihm jeweils direkt benachbarte
Quadrathohlleiter 1 und 2. Das heißt, der
Quadrathohlleiterabschnitt 5 ist bezüglich des ersten
Quadrathohlleiters 1 50 gedreht, daß seine Seitenwände
parallel zu den Seitenwänden des Quadrathohlleiters 1
ausgerichtet sind, und der Quadrathohlleiterabschnitt 6 ist
um die allen Hohlleiterabschnitten gemeinsame Längsachse so
gedreht, daß seine Seitenwände parallel zu den Seitenwänden
des Quadrathohlleiters 2 ausgerichtet sind. Wie der Ansicht
im linken Teil der Figur 4 zu entnehmen ist, ist der
Innenquerschnitt des Quadrathohlleiterabschnitts 5 nicht
größer als der Innenquerschnitt des ihm benachbarten
Quadrathohlleiters 1. Ebenso ist der Innenquerschnitt des
Quadrathohlleiterabschnitts 6 nicht größer als der
Innenquerschnitt des ihm benachbarten Quadrathohlleiters 2.
Es können auch zwischen den beiden
Quadrathohlleiterabschnitten 5, 6 mit abgerundeten Ecken ein
oder mehrere weitere Quadrathohlleiterabschnitte mit
abgerundeten Ecken eingefügt werden, dess Innenquerschnitte
nicht größer sein dürfen als jeweils der auf einer Seite
benachbarte Hohlleiterabschnitt.The transition shown in Figure 4 between the
Der Übergang in Figur 5 unterscheidet sich von dem in Figur
4 dadurch, daß zwischen den beiden
Quadrathohlleiterabschnitten 5 und 6 noch ein
Rundhohlleiterabschnitt 7 eingefügt ist.
Mit dieser zusätzlichen Transformationsstufe lassen sich die
Reflexionseigenschaften des Überganges noch weiter
verbessern. Anstelle des Rundhohlleiterabschnitts kann auch
ein Quadrathohlleiterabschnitt mit abgerundeten Ecken
eingesetzt werden, dessen Innenquerschnitt kleiner ist als
der der beiden benachbarten Hohlleiterabschnitte.The transition in FIG. 5 differs from that in FIG. 4 in that a
With this additional transformation level, the reflection properties of the transition can be further improved. Instead of the round waveguide section, a square waveguide section with rounded corners can also be used, the inner cross section of which is smaller than that of the two adjacent waveguide sections.
Der in Figur 6 dargestellte Übergang setzt sich aus einem
Rundhohlleiterabschnitt 8 und einem Quadrathohlleiter 9
zusammen. Der sich an den Quadrathohlleiter 1 anschließende
Rundhohlleiterabschnitt hat einen Durchmesser, der nicht
über die Seitenlänge des Quadrathohlleiters 1 hinausgeht. Im
speziellen Fall ist der Durchmesser des
Rundhohlleiterabschnitts 8 gleich der Seitenlänge des
Quadrathohlleiters 1. An den Rundhohlleiterabschnitt 8
schließt sich ein Quadrathohlleiterabschnitt 9 mit
abgerundeten Ecken an. Dieser Quadrathohlleiterabschnitt 9
ist um die Längsachse so gedreht, daß seine Seitenwände
parallel zu den Seitenwänden des ihm direkt benachbarten
Quadrathohlleiters 2 ausgerichtet sind. Außerdem
überschreiten die Innenquerschnittsabmessungen des
Quadrathohlleiterabschnitts 9 nicht die
Innenquerschnittsabmessungen des Quadrathohlleiters 2. The transition shown in Figure 6 consists of a
Dadurch, daß bei allen zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispielen des Übergangs die zwischen die beiden
Quadrathohlleiter 1 und 2 eingefügten Hohlleiterabschnitte
mit ihren Innenquerschnittsabmessungen nicht die
Innenquerschnittsabmessungen der ihnen benachbarten
Quadrathohlleiter 1, 2 überschreiten, ist eine Bearbeitung
der Hohlleiterabschnitte von den Stirnseiten der
Quadrathohlleiter 1 und 2 her mittels einer Fräsmaschine
möglich. Durch Fräsen lassen sich auch die runden bzw.
quadratischen Querschnittsformen mit abgerundeten Ecken der
Hohlleiterabschnitte einfach herstellen.The fact that in all previously described
Embodiments of the transition between the two
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die
Innenquerschnitte der Quadrathohlleiter 1 und 2 gleich groß.
Sie können sich aber auch von einander unterscheiden.
Damit die einzelnen Hohlleiterabschnitte des Übergangs wie
Transformationsstufen wirken, sollten sie eine Länge von ca.
nλ/4 (n = 1, 3, 5,....) haben, wobei λ die
Hohlleiterwellenlänge des jeweiligen Hohlleiterabschnitts
ist.In the illustrated embodiments, the
Inner cross sections of the
Claims (9)
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