EP1206811A1 - Breitband-polarisationsweiche - Google Patents

Breitband-polarisationsweiche

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Publication number
EP1206811A1
EP1206811A1 EP00953391A EP00953391A EP1206811A1 EP 1206811 A1 EP1206811 A1 EP 1206811A1 EP 00953391 A EP00953391 A EP 00953391A EP 00953391 A EP00953391 A EP 00953391A EP 1206811 A1 EP1206811 A1 EP 1206811A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
output sections
input section
septum
section
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00953391A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Rosenberg
Werner Speldrich
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.)
Telent GmbH
Original Assignee
Marconi Communications GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1206811A1 publication Critical patent/EP1206811A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
    • H01P1/161—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion sustaining two independent orthogonal modes, e.g. orthomode transducer

Definitions

  • the present invention relates to a polarization switch for separating / combining orthogonally polarized high frequency waves guided in a waveguide, which can be used for an extremely wide bandwidth.
  • polarization switch Since polarization switches and combiners do not differ in their designs, but only in the direction in which they are traversed by the electromagnetic waves, the term "polarization switch" is used in the following for both.
  • Polarization switches with a bandwidth of more than 30% require more complex constructions, in which, due to symmetry in the branching area of the switch, the coupling of higher wave types which are capable of propagation in the connecting waveguide is prevented.
  • a polarization switch with such a symmetrical structure is shown, which intersects an input a in which mutually orthogonally polarized wave types are capable of propagation, two extending through an extension of the input section Septum separate first output sections for a first of the wave types and two extending laterally in the plane of the septum s second output sections for the second wave type.
  • This structure corresponds to a five-gate waveguide branch with two symmetrical waveguide pairs, which correspond to the first and second output sections, the basic wave type of each of these output sections being coupled to half the signal energy of the assigned polarization of the input section.
  • First and second output sections are decoupled from one another.
  • the first or second output sections can be created by suitable means such as branches, a magic T, etc. are brought together so that the two orthogonal polarizations are tapped at one connection or - when using the polarization switch to combine two orthogonal nalen polarizations in a connecting waveguide - can be fed.
  • the maximum usable bandwidth that can be achieved with this known polarization filter is approx. Limited to 50%.
  • the reason for this is that within the pair-wise symmetrical connection sections the wave types, whose electromagnetic fields are oriented orthogonal to the respective fundamental wave types, become capable of propagation when the frequency of the wave exceeds twice the cutoff frequency of the relevant connection section ,
  • the connecting waveguides are able to transmit the respective orthogonal polarization, this principle can no longer be used, since the short-circuit planes required for the wave types are no longer present in the branching zone.
  • a polarization switch is known from GB 2 175 145, which has webs on the inner surfaces of its input section and on four connecting sections extending in the extension of the inner walls.
  • the construction of this polarization switch is complex, and the fact that all four output sections have the same orientation parallel to the axis of the input section necessitates the use of complicated connecting conductors curved in several planes in order to separate the orthogonal polarization components which are present at two output sections to unite.
  • the present invention provides a polarization switch with which the orthogonal wave types of a common waveguide connected to an input section of the polarization switch can be coupled independently in a very wide frequency band.
  • the width of the frequency band can be 56% and more.
  • Septum a coaxial conductor coupling is carried out.
  • the septum has a front section that tapers into the input section on ice.
  • the second outlet sections then advantageously open between the tip and the tip Cut base of the front portion in the matterssab ⁇ .
  • a waveguide provided with such webs has a lower cut-off frequency than a waveguide without webs with corresponding dimensions.
  • the area of uniqueness of the waveguide with ridges is therefore larger.
  • the input section has no webs, but the first output sections are designed with webs due to the large bandwidth, it is expedient to provide a step at the transition between the input section and the first output sections, the webs extending from the step only over part of the Extend the length of the entrance section.
  • the cross sections can then expediently be dimensioned such that the cut-off frequencies of corresponding wave types of the seamless part of the input section and of the first output sections are the same.
  • Figures 1 to 3 each show perspective views of different configurations of polarization switches according to the invention.
  • FIG. 1 shows a polarization switch 1 according to a first embodiment of the invention.
  • the polarization switch has a cuboid body with an input section 2 with a square cross section, in which the wave types H10 and H01 are capable of propagation, and two adjoining first output sections 3, 3 ', which are separated by a partition or a septum 4 the same conductive material as the walls of the polarizing switch.
  • first output sections 3, 3 ' only the shaft type H10 can be propagated.
  • the cross sections of the first two output sections are identical, so that the energy of an HIO wave entering the input section 2 is divided equally between these two output sections 3, 3 '.
  • the septum 4 is provided with a front section 5 which extends tapering into the input section 2.
  • Second output sections 6 in the form of coaxial conductors are arranged on the walls of the polarization switch connected by the septum and extend symmetrically perpendicular to the longitudinal direction of the polarization switch, that is to say to the x direction of the coordinate system shown in the figure.
  • the area of the septum that is in contact with the side walls causes a short circuit for the H01 wave type.
  • the emerging electrical field strength maximum, which is coupled by the coaxial conductors 6, lies in the area of the septum tip 19.
  • the coupling function can be optimized for the broad frequency range by suitable shaping of the tip.
  • the coaxial conductors 6 capacitively couple to the input section 2 with the aid of ends of their inner conductors 7 projecting into the interior of the input section 2. These ends do not reach the front section 5 of the septum.
  • a bead or thickening 8 made of a conductive material is provided on the free-standing ends of the inner conductors 7.
  • the precise shape of the pearl 8 in connection with the septum contour is decisive for the broadband coupling, for example it can be spherical, flat-cylindrical or disk-shaped, and its diameter is typically much larger than that of the inner conductor, but smaller than that of the entire coaxial conductor.
  • this solution has the advantage that the coaxial gates of the second output sections 6 have only insignificant repercussions on the design of the axial waveguide branching of the first output sections 3, 3 ' ,
  • the polarization switch can also be used above the cut-off frequency of the H20 / H02 wave types of the input section or of a waveguide connected to it.
  • the prerequisite for this is that no higher wave types can be propagated in the first output sections to which the orthogonal wave type H01 of the input section can couple.
  • FIG. 2 shows a modification of the polarization switch according to the invention, in which the input section 2 has webs 10, 11, 12, 13 arranged centrally on all four walls and oriented in the longitudinal direction.
  • the webs 10, 11, which extend from the lower or upper wall into the interior of the polarization switch, extend beyond the input section 2 into the first output sections defined by the septum 4
  • the webs 12, 13, which are located on the Lateral walls of the polarization switch extend in the plane of the septum 4, each end in the region of the mouths of the coaxial conductors 6, 6 '.
  • the contour of the front section 5 of the septum 4 and the webs 12, 13 also enable the coaxial conductors 6, 6 'to be coupled over a very wide frequency range, a galvanic coupling being shown in this example, that is to say the inner conductors 7 of the coaxial conductors are conductive connected to the front section 5 of the septum 4.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment in which the input section 2 is initially square and without webs, webs 14, 15 being borrowed only at the upper and lower ends of the input section approximately at the level of the front section 5 of the septum or the mouths of the Coaxial conductors 6, 6 'extend into the input section.
  • Crosspieces 16, 17, which are parallel to the crosspieces 14, 15, are formed on an outer wall of the first output portions 3, 3 'extending in continuation of the input portion s. Since, at the same cut-off frequency, ridge waveguides have smaller cross-sectional dimensions than undisturbed rectangular waveguides, the first output sections 3, 3 'in the embodiment of FIG. 3 can be formed with a smaller cross section than in FIG. 1, which does not open the ridges.
  • the first output sections 3, 3 'and the input section 2 meet at a step 18 which is located at the base 20 of the front section 5 of the septum, that is to say where the side edges of the front section reach the walls.
  • the web sections 14, 15, which extend from the shoulder 18 into the input section 2 serve for a gradual coupling of the Hl0 -wave type of the input section 2 to the first output sections, with as little reflection as possible.
  • shoulders can also be provided in the transition area between the input section and the first output sections, and they can also extend beyond the connection area of the coaxial conductors 6, 6 ′ in the direction of a square waveguide connected to the input section 2.
  • the course of the front section of the septum can be either continuous, as shown in FIGS. 1 to 3, or stepped. It is also possible for the septum to have a web on its underside and top, so that, for example in FIGS. 2 and 3, the first output sections would have a web on both broad sides. In such a case, it is advantageous to design the web in the region of the front section also with dimensions that decrease in the direction of the tip 19 of the front section, for example with a continuously decreasing height or step, in order to achieve a branching that is as low as possible in reflection.
  • the first and second output sections can now be very easily connected by suitable means in such a way that the signal components of each polarization are combined and connected to one another Interface tapped or, when using the polarization switch can be fed as a combiner.
  • first output sections which extend in the axial direction of the polarization - soft, this can be done simply by using an E-plane branching or by a folded magic T at the end of the septum. It is advantageous if the narrow sides of the first exit sections are reduced in the area of the septum in order to achieve a clear cross section in the area of the branching or the magic T and thus to prevent any interference from higher wave types.
  • the coaxial conductors can be combined using coaxial coupling means. Another possibility is to connect the coaxial conductors with suitable waveguide transitions so that the signals can be combined via an E-level branching or a magic T. In contrast to an exclusive solution in waveguide technology according to the prior art, very long waveguide transformers for reducing the cross section are avoided here, since a correspondingly reduced cross section can be taken into account for the branching at the coaxial conductor transitions. This results in a very compact structure for a polarization switch arrangement.

Landscapes

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

Abstract

Eine Polarisationsweiche für eine in einem Hohlleiter geführte Hochfrequenzwelle umfasst einen Eingangsabschnitt (2), in dem zueinander orthogonal polarisierte Wellentypen ausbreitungsfähig sind, zwei sich in Verlängerung des Eingangsabschnitts (2) erstreckende, durch ein Septum (4) getrennte erste Ausgangsabschnitte (3, 3') für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in der Ebene des Septums (4) seitwärts erstreckende zweite Ausgangsabschnitte für den zweiten Wellentyp, die als Koaxialleiter (6, 6') ausgebildet sind.

Description

Brei band.- Po lariεat ionsweiche
Die vorliegende Erf indung betrifft eine Polarisati - onsweiche zur Trennung/Kombination von in einem Hohlleiter geführten, orthogonal polarisierten Hochf reguenzwellen, die für eine extrem große Bandbreite einsetzbar ist .
Für die Kombination und Trennung von orthogonal polarisierten Signalen sind verschiedene Ausführungs - formen bekannt . Ein Überblick über Bauformen sol cher Polarisationsweichen beziehungsweise kombinierer wird in "Waveguide Components for An- tenna Feed Systems : Theory and CAD" , Artech. House , 1993 , Seiten 377 ff . gegeben .
Da sich Polarisationsweichen und -kombinierer nicht in ihren Bauformen, sondern lediglich in der Rich.- tung , in der sie von den elektromagnetischen Wellen durchlaufen werden, unterscheiden, wird im folgenden der Begriff "Polarisationsweiche" für beides gebraucht .
Einfache Bauformen ergeben sich, wenn in dem gemeinsamen Anschlußhohlleiter, an dem die Polarisationsweiche montiert wird, nur die Grundwellentypen H10 und H01 ausbreitungsfähig sind . Diese Beschrän- kung begrenzt das Nutz f requenzband solcher Ausfüh- rungsformen auf ca . 25 % .
Polarisationsweichen mit einer Bandbreite von mehr als 30% erfordern aufwendigere Konstruktionen , be i denen auf grund von Symmetrie im Verzweigungsbereich der Weiche die Ankopplung von im Anschlußhohlleiter ausbreitungsfähigen höheren Wellentypen unterbunden ist . Auf Seite 397 der oben genannten Literatur - stelle ist eine Polarisationsweiche mit einem sol chen symmetrischen Aufbau abgebildet , die einen Eingangs a schnitt , in dem zueinander orthogonal po larisierte Wellentypen ausbreitungsf ähig sind , zwe i sich in Verlängerung des Eingangsabschnitts er - streckende , durch ein Septum getrennte erste Aus gangsabschnitte für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in der Ebene des Septums seitwärt s erstreckende zweite Ausgangsabschnitte für den zweiten Wellentyp aufweisen . Dieser Aufbau ent - spricht einer Fünf tor-Hohlleiterverzweigung mit zwei symmetrischen Hohlleiterpaaren , die den ersten beziehungsweise zweiten Ausgangsabschnitten ent sprechen , wobei der Grundwellentyp j edes dieser Ausgangsabschnitte an die Hälf te der Signalenergie der zugeordneten Polarisation des Eingangsabschnitts ankoppelt . Erste und zweite Ausgangsabschnitte sind voneinander entkoppelt . Die ersten beziehungsweise zweiten Ausgangsabschnitte können durch geeignete Mittel wie Verzweigungen, ein magi- sches T etc . zusammengeführt werden , so daß die zwei orthogonalen Polarisationen an j eweils einem Anschluß abgegrif fen oder - bei Verwendung der Polarisationsweiche zum Kombinieren von zwei orthogo- nalen Polarisationen in einem Anschlußhohlleiter - eingespeist werden können .
Die maximal erreichbare Nutzbandbreite ist bei die - ser bekannten Polarisationsweiche auf ca . 50% be grenzt . Der Grund dafür ist , daß innerhalb der paarweise symmetrischen Anschlußabschnitte die Wel lentypen , deren elektromagnetische Felder orthogo nal zu den j eweiligen Grundwellen typen orientiert sind, ausbreitungsf ähig werden, wenn die Frequenz der Welle das Zweifache der Grenzfrequenz des be tref fenden Ans chlußab Schnitts überschreitet . Wenn aber die Anschlußhohlleiter in der Lage sind , die j eweils orthogonale Polarisation zu übertragen , ist dieses Prinzip nicht mehr anwendbar , da die für die Wellentypen erforderlichen Kurzschlußebenen in der Verzweigungszone nicht mehr vorhanden sind .
Aus GB 2 175 145 ist eine Polarisationsweiche be - kannt , die an den Innenflächen ihres Eingangsab- schnitts und an vier sich in Verlängerung der Innenwände erstreckenden Anschlußabschnitten Stege auf eist . Der Aufbau dieser Polarisationsweiche ist aufwendig , außerdem macht die Tatsache , daß alle vier Ausgangsabschnitte die gleiche Orientierung parallel zur Achse des Eingangsabschnitts aufweisen, die Verwendung von komplizierten, in mehreren Ebenen geschwungenen Anschlußleitern erforderlich, um die an j eweils zwei Ausgangsabschnitten anlie- genden orthogonalen Polarisationskomponenten zu vereinigen .
Vorteile der Erf indung Durch die vorliegende Erfindung wird eine Polarisationsweiche geschaffen, mit der die orthogonalen Wellentypen eines an einen Eingangsabschnitt der Polarisationsweiche angeschlossenen gemeinsamen Hohlleiters in einem sehr breiten Frequenzband unabhängig angekoppelt werden können . Die Breite des Frequenzbands kann 56% und mehr betragen .
Dieser Vorteil wird bei einer Polarisationsweiche mit einem Eingangsabschnitt , in dem zueinander orthogonal polarisierte Wellentypen ausbreitungsf hig sind, zwei sich in Verlängerung des Eingangsabschnitts erstreckenden, durch ein Septum getrennten ersten Ausgangsabschnitten für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in einer Ebene des Septums seitwärts erstreckenden zweiten Ausgangsabschnitten für den zweiten Wellentyp dadurch erreicht , daß die zweiten Ausgangsabschnitte als Koaxialleiter ausgebildet sind . Das Septum bewirkt , daß von zwei orthogonal polarisierten Wellentypen H10 , H01 , die in dem Eingangsabschnitt ausbreitungs - f hig sind, derj enige mit zur Orientierung des Septums parallelem E-Feld reflektiert wird . Somit entsteht für diesen Wellentyp eine Kurzschlußebene , so daß im entsprechenden Feldstärkemaximum vor dem
Septum eine Koaxialleiterankopplung durchgeführt wird . Um eine möglichst ref lexionsarme Ankopplung des Wellentyps mit zum Septum senkrechtem E-Feld an die ersten Ausgangsabschnitte zu erreichen, ist es zweckmäßig , wenn das Septum einen sich in den Eingangsabschnitt hinein verjüngenden Vorderabschnitt auf eis . Die zweiten Ausgangsabschnitte münden dann zweckmäßigerweise zwischen der Spitze und der Basis des VorderabSchnitts in den Eingangsab¬ schnitt .
Um den Eindeutigkeitsbereich der Polarisationswei- ehe zu vergrößern, ist es zweckmäßig, ihren Eingangsabschnitt an seinen Wänden mit einwärts vorspringenden, in Längsrichtung orientierten Stegen zu versehen.
Diese Stege sind zweckmäßigerweise an denjenigen Wänden des Eingangsabschnitts , an denen die zweiten Ausgangsabschnitt nicht einmünden, in die ersten Ausgangsabschnitte hinein verlängert, um auch deren Eindeutigkeitsbereich zu vergrößern.
Ein mit derartigen Stegen versehener Hohlleiter hat eine tiefere Grenzfrequenz als ein Hohlleiter ohne Stege mit entsprechenden Abmessungen. Deshalb ist der Eindeutigkeitsbereich des Hohlleiters mit Ste- gen größer.
Wenn der Eingangsabschnitt keine Stege aufweist, die ersten Ausgangsabschnitte aber aufgrund der großen Bandbreite mit Stegen ausgeführt sind, ist es zweckmäßig, am Übergang zwischen dem Eingangsabschnitt und den ersten Ausgangsabschnitten eine Stufe vorzusehen, wobei sich die Stege von der Stufe aus nur über einen Teil der Länge des Eingangs- abschnitts erstrecken. Die Querschnitte können dann zweckmäßigerweise so bemessen sein, daß die Grenzfrequenzen von sich entsprechenden Wellentypen des steglosen Teils des Eingangsabschnitts und der ersten Ausgangsabschnitte gleich sind. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren.
Figuren
Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils perspektivische Ansichten von verschiedenen Ausgestaltungen von Polarisationsweichen gemäß der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine Polarisationsweiche 1 nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Polarisationsweiche hat einen quaderförmigen Körper mit einem Eingangsabschnitt 2 mit quadratischem Querschnitt, in dem die Wellentypen H10 und H01 ausbreitungsfä- hig sind, und zwei daran anschließenden ersten Ausgangsabschnitten 3,3', die durch eine Trennwand oder ein Septum 4 getrennt sind, das aus dem gleichen leitfähigen Material wie die Wände der Polarisationsweiche bestehen kann. In den ersten Aus- gangsabschnitten 3,3' ist jeweils nur der Wellentyp H10 ausbreitungsfähig. Die Querschnitte der zwei ersten Ausgangsabschnitte sind identisch, so daß die Energie einer in den Eingangsabschnitt 2 eintretenden HIO-Welle zu gleichen Teilen auf diese zwei Ausgangsabschnitte 3,3' aufgeteilt wird. Der
HOl-Wellentyp hingegen wird am Septum 4 reflektiert . Um Reflexionen bei der Ankopplung des H10- Wellentyps an die ersten Ausgangsabschnitte 3,3' möglichst gering zu halten, ist das Septum 4 mit einem Vorderabschnitt 5 versehen, der sich spitz zulaufend in den Eingangsabschnitt 2 hinein erstreckt . Zweite Ausgangsabschnitte 6 in Form von Koaxialleitern sind an den durch das Septum verbundenen Wänden der Polarisationsweiche angeordnet und erstrecken sich symmetrisch senkrecht zur Längs - richtung der Polarisationsweiche, das heißt zur x- Richtung des in der Figur dargestellten Koordinatensystems. Der Bereich des Septums, der mit den Seitenwänden kontaktiert ist, bewirkt für den H01- Wellentyp einen Kurzschluß. Das auftretende elek- frische Feldstärkemaximum, das von den Koaxialleitern 6 angekoppelt wird, liegt im Bereich der Sep- tumspitze 19. Durch geeignete Formgebung der Spitze kann die Ankoppelfunktion für den breiten Frequenzbereich optimiert werden.
Die Koaxialleiter 6 koppeln kapazitiv an den Eingangsabschnitt 2 mit Hilfe von ins Innere des Ein- gangsabschnitts 2 vorstehenden Enden ihrer Innenleiter 7. Diese Enden erreichen nicht den Vorderab- schnitt 5 des Septums. Um ihre Ankopplung zu verbessern, ist an den freistehenden Enden der Innenleiter 7 jeweils eine Perle oder Verdickung 8 aus einem leitfähigen Material vorgesehen. Die genaue Form der Perle 8 ist in Verbindung mit der Septum- kontur für die breitbandige Ankopplung entscheidend, sie kann zum Beispiel sphärisch, flachzylindrisch oder scheibenförmig sein, und ihr Durchmesser ist typischerweise wesentlich größer als der des Innenleiters, aber kleiner als der des gesamten Koaxialleiters .
Gegenüber der zum Beispiel aus GB 2 175 145 A be- kannten Lösung mit ausschließlich verzweigenden Hohlleitertoren hat diese Lösung den Vorteil, daß die Koaxialtore der zweiten Ausgangsabschnitte 6 nur unwesentliche Rückwirkungen auf die Auslegung der axialen Hohlleiterverzweigung der ersten Aus- gangsabschnitte 3,3' haben.
Aufgrund der Symmetrie der vorgeschlagenen Anordnung kann die Polarisationsweiche auch noch oberhalb der Grenzfrequenz der H20/H02 -Wellentypen des EingangsabSchnitts beziehungsweise eines daran angeschlossenen Hohlleiters verwendet werden. Voraussetzung hierfür ist, daß in den ersten Ausgangsabschnitten keine höheren Wellentypen ausbreitungsfä- hig sind, an die der orthogonale Wellentyp H01 des Eingangsa Schnitts ankoppeln kann.
In Figur 2 ist eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Polarisationsweiche dargestellt, bei der der Eingangsabschnitt 2 an allen vier Wänden mittig an- geordnete, in Längsrichtung orientierte Stege 10,11,12,13 aufweist. Die Stege 10,11, die sich von der unteren beziehungsweise oberen Wand ins Innere der Polarisationsweiche erstrecken, setzen sich über den Eingangsabschnitt 2 hinaus in die durch das Septum 4 definierten ersten Ausgangsabschnitte
3,3' fort . Diese Stege bewirken daher sowohl im Eingangsabschnitt 2 als auch in den ersten Aus- gangsabschnitten eine Vergrößerung des Eindeutigkeitsbereichs. Die Stege 12,13, die sich an den seitlichen Wänden der Polarisationsweiche in der Ebene des Septums 4 erstrecken, enden jeweils im Bereich der Einmündungen der Koaxialleiter 6,6'. Die Kontur des Vorderabschnitts 5 des Septums 4 und die Stege 12,13 ermöglichen auch hier eine Ankopplung der Koaxialleiter 6 , 6 ' über einen sehr breiten Frequenzbereich, wobei in diesem Beispiel eine galvanische Ankopplung dargestellt ist, das heißt die Innenleiter 7 der Koaxialleiter sind leitend mit dem Vorderabschnitt 5 des Septums 4 verbunden.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Eingangsabschnitt 2 zunächst quadratisch und ohne Stege ausgeführt ist, wobei sich Stege 14,15 ledig- lieh an den oberen und unteren Enden des Eingangs - abschnitts etwa in Höhe des Vorderabschnitts 5 des Septums beziehungsweise der Einmündungen der Koaxialleiter 6 , 6 ' in den Eingangsabschnitt erstrek- ken.
Zu den Stegen 14 , 15 parallele Stege 16 , 17 sind an j eweils einer Außenwand der sich in Fortsetzung des Eingangsabschnitt s erstreckenden ersten Ausgangsabschnitte 3 , 3 ' ausgebildet . Da bei gleicher Grenz - frequenz Steghohlleiter geringere Querschnittsab - messungen aufweisen als ungestörte Rechteckhohlleiter, können die ersten Ausgangsabschnitte 3 , 3 ' beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet werden als bei der Figur 1 , die die Stege nicht auf eist . Die ersten Ausgangs- abschnitte 3 , 3 ' und der Eingangsabschnitt 2 tref fen an einer Stufe 18 aufeinander, die in Höhe der Basis 20 des Vorderabschnitts 5 des Septums liegt , das heißt dort , wo die Seitenkanten des Vorderab- schnitts die Wände erreichen. Die sich von der Schulter 18 aus in den Eingangsabschnitt 2 hinein erstreckenden Stegabschnitte 14,15 dienen einer allmählichen, möglichst reflexionsarmen Ankopplung des Hl0 -Wellentyps des Eingangsabschnitts 2 an die ersten Ausgangsabschnitte .
Alternativ können auch mehrere Schultern im Über- gangsbereich zwischen Eingangsabschnitt und ersten Ausgangsabschnitten vorgesehen sein, und sie können sich auch über den Anschlußbereich der Koaxialleiter 6,6' hinaus in Richtung eines an den Eingangs - abschnitt 2 angeschlossenen Quadrathohlleiters erstrecken.
Der Verlauf des Vorderabschnitts des Septums kann sowohl kontinuierlich, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, als auch gestuft sein. Es ist ferner möglich, daß das Septum auf seiner Unter- und Obersei - te einen Steg aufweist, so daß zum Beispiel bei den Figuren 2 und 3 die ersten Ausgangsabschnitte jeweils an beiden Breitseiten einen Steg aufweisen würden. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, den Steg im Bereich des Vorderabschnitts ebenfalls mit in Richtung der Spitze 19 des Vorderabschnitts abnehmenden Abmessungen, zum Beispiel mit kontinuierlich abnehmender Höhe oder gestuft, auszubilden, um eine möglichst reflexionsarme Verzweigung zu erreichen.
Die ersten und zweiten Ausgangsabschnitte können nun sehr einfach durch geeignete Mittel in der Weise verschaltet werden, daß die Signalanteile jeder Polarisation kombiniert und an einer zugeordneten Schnittstelle abgegriffen oder, bei Verwendung der Polarisationsweiche als Kombinierer eingespeist werden können .
Für die sich in axialer Richtung der Polarisations - weiche erstreckenden ersten Ausgangsabschnitte kann dies einfach durch Verwendung einer E-Ebenen- Verzweigung oder durch ein gefaltetes magisches T am Ende des Septums erfolgen . Vorteilhaft ist es , wenn dazu im Bereich des Septums die Schmalseiten der ersten Ausgangsabschnitte reduziert werden , um einen eindeutigen Querschnitt im Bereich der Verzweigung beziehungsweise des magischen T zu erreichen und so eine Beeinträchtigung durch höhere Wel - lentypen auszuschließen .
Die Koaxialleiter können über koaxiale Koppelmittel zusammengefaßt werden . Eine andere Möglichkeit besteht darin , die Koaxialleiter mit geeigneten Hohl - leiterubergangen zu verbinden, so daß die Signale über eine E- Ebenen-Verzweigung oder ein magisches T kombiniert werden können . Im Gegensatz zu einer ausschließlichen Lösung in Hohlleitertechnik gemäß dem Stand der Technik werden hier sehr lange Hohl - leitertransf ormatoren zur Reduktion des Querschnitts vermieden, da bei den Koaxialleiterübergängen ein entsprechend reduzierter Querschnitt für die Verzweigung berücksichtigt werden kann. Damit ergibt sich für eine Polarisationsweichenanordnung ein sehr kompakter Aufbau .

Claims

Patentansprϊiche
1. Polarisationsweiche für in einem Hohlleiter geführte Hochfrequenzwellen, mit einem Eingangsabschnitt (2) , in dem zwei zueinander orthogonal polarisierte Wellentypen ausbreitungs fähig sind, zwei sich in Verlängerung des Eingangsabschnitts (2) er- streckenden, durch ein Septum (4) getrennten ersten Ausgangsabschnitten (3,3') für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in der Ebene des Septums
(4) seitwärts erstreckenden zweiten Ausgangsabschnitten (6,6') für den zweiten Wellentyp, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Ausgangsabschnitte (6,6') als Koaxialleiter ausgebildet sind.
2. Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Septum (4) einen sich verjün- genden Vor der ab schnitt (5) aufweist, und daß die zweiten Ausgangsabschnitte (6,6') zwischen der Spitze (19) und der Basis (20) des Vorderabschnitts
(5) in den Eingangsabschnitt (2) münden.
3. Polarisationsweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne , daß der Eingangsabschnitt (2) an seinen Wänden mit einwärts vorspringenden, in Längsrichtung orientierten Stegen (10,11,12,13) versehen ist .
4. Polarisationsweiche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege an denjenigen Wänden des Eingangsabschnitts (2) , an denen die zweiten Ausgangsabschnitte (6,6X nicht einmünden, in die ersten Ausgangsabschnitte (3,3') hinein verlängert sind.
5. Polarisationsweiche nach Anspruch 3 oder 4, da- durch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen dem
Eingangsabschnitt (2) und den ersten Ausgangsabschnitten (3,3') eine Stufe (18) ausgebildet ist, und daß sich die Stege (14,15) von der Stufe (18) aus nur über einen Teil der Länge des Eingangsab- Schnitts (2) erstrecken.
6. Polarisationsweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koaxialleiter (6,6') einen Innenleiter (7) aufwei- sen, der an seinem in den Eingangsabschnitt vorspringenden Ende eine Perle (8) trägt.
EP00953391A 1999-08-12 2000-08-10 Breitband-polarisationsweiche Withdrawn EP1206811A1 (de)

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