EP3331089B1 - Orthomodenkoppler zur reduzierung einer verkopplung von grundmoden - Google Patents
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- EP3331089B1 EP3331089B1 EP17204899.3A EP17204899A EP3331089B1 EP 3331089 B1 EP3331089 B1 EP 3331089B1 EP 17204899 A EP17204899 A EP 17204899A EP 3331089 B1 EP3331089 B1 EP 3331089B1
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- 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
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- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
- H01P5/103—Hollow-waveguide/coaxial-line transitions
Definitions
- An orthomode coupler for reducing coupling of basic modes is provided.
- An arrangement for generating a circularly polarized electromagnetic wave in the waveguide of the orthomode coupler is also provided.
- An orthomode coupler arrangement is also provided.
- stubs are usually used.
- Compensation with stubs is frequency dependent and only works within a limited frequency range. This takes up space and increases the weight, which is a limiting factor when used in space on a satellite.
- Computer Orthomode Transducers Using Digital Polarization Synthesis discloses an orthomode coupler with a 90 ° measuring head arrangement and an orthomode coupler with a 120 ° measuring head arrangement.
- US 5,459,441 A discloses a 90 ° measuring head arrangement.
- DE 199 22 709 A1 discloses an arrangement with opposite waveguides that are rotated 90 ° to each other.
- US 7,408,427 B1 discloses an arrangement of 4 waveguides, one waveguide being arranged at 90 °, 180 ° and 270 ° to another waveguide.
- JPH 11 355 004 A discloses an orthomode coupler based on a circular waveguide with two connections, the connections being rotated by an angle of 100 ° to one another.
- an orthomode coupler for reducing coupling of basic modes, comprising: a waveguide that is designed to carry a dual polarized electromagnetic wave; a first connection that is arranged on the waveguide in such a way that one that is guided through the first connection electromagnetic wave has a first polarization direction; a second connection, which is arranged on the waveguide such that an electromagnetic wave guided through the second connection has a second polarization direction; wherein the first and second connections are arranged in the circumferential direction of the waveguide at an angle other than 90 ° relative to one another, and wherein longitudinal directions of the first and second connections form an angle between 110 ° and 115 °.
- the first and second connections can also be referred to as ports or gates.
- the first and second connection can be a rectangular waveguide.
- a respective long side of the first and second rectangular waveguide can be aligned in the longitudinal direction of the waveguide.
- the saving in weight makes the orthomodal coupler, the arrangement and the orthomodal coupler arrangement useful for a satellite. Because the available payload is limited and therefore a larger proportion of the payload can be used elsewhere, for example for fuel (e.g. xenon).
- fuel e.g. xenon
- FIG 1A schematically shows an orthomode coupler 100 for reducing coupling of basic modes.
- the orthomode coupler 100 comprises a waveguide 101, a first connection 110 and a second connection 120.
- the waveguide 101 is designed to carry a dual polarized electromagnetic wave.
- the first connection 110 is arranged on the waveguide 101 such that an electromagnetic wave guided through the first connection 110 has a first polarization direction Ex.
- the second connection 120 is arranged on the waveguide 101 such that an electromagnetic wave guided through the second connection 120 has a second polarization direction Ey.
- the first 110 and second 120 connections are arranged in the circumferential direction of the waveguide at an angle different from one another by 90 °. In Figure 1A the angle is shown as an example with an angle> 90 °.
- Figure 1B also schematically shows the orthomode coupler Figure 1A in a 3D view.
- embodiments relating to the orthomode coupler are made out Figure 1A and Figure 1B described.
- the first 110 and second 120 connections are, as ports or gates, connection points 110 and 120 for rectangular waveguides.
- a flange can be used for the connection, which is adapted in such a way that a rectangular waveguide, elliptical waveguide or web waveguide dimensioned for a specific frequency range can be attached to it.
- a respective long side of the first 110 and second 120 rectangular waveguide is aligned in the longitudinal direction of the waveguide 101.
- the waveguide 101 is in Figure 1A and Figure 1B shown as a circular waveguide. It is also conceivable that the waveguide 101 is a coaxial conductor.
- the first 110 and second 120 connections are arranged such that the electromagnetic wave passed through the first connection 110 and the electromagnetic wave passed through the second 120 connection form the dual polarized electromagnetic wave.
- the first 110 and second 120 connections are arranged on a circumference of the circular waveguide 101 and form an angle with one another which is greater than 90 °.
- the first Ex and the second polarization direction Ey essentially orthogonal to each other. In this way, the basic modes can be essentially decoupled from one another.
- the first 110 and second 120 connections are arranged on the circular waveguide 101 such that the first 110 and second 120 connections have the same position in the longitudinal direction of the waveguide.
- the longitudinal direction is determined by a direction of wave propagation in the circular waveguide 101.
- connections 110 and 120 themselves can have longitudinal directions.
- the longitudinal directions correspond to the feed directions of the first 110 and second 120 connections.
- the feed direction is the mode propagation direction of the mode adapted to the specific frequency range.
- the longitudinal directions of the first 110 and second 120 connection are perpendicular to the longitudinal direction of the circular waveguide 101.
- the longitudinal directions of the first and second connection can assume an angle between 100 ° and 130 °.
- the longitudinal directions of the first and second connections form an angle between 100 ° and 115 °.
- the two connections 110 and 120 are arranged along the circumferential direction of the circular semiconductor 101 on the circumference of the circular semiconductor at a 110 ° angle relative to one another.
- FIG. 2A shows schematically cascaded orthomodal couplers 200 and 202 in an orthomodel coupler arrangement 205, at least one of which is an orthomodal coupler 200 as in FIG Figure 1A and Figure 2A is.
- the at least one first orthomodal coupler 200 is designed for a first frequency range.
- the first frequency range can be provided (used), for example, for a reception frequency band and the second frequency range for a transmission frequency band.
- the first frequency range can be provided (used) for a transmission frequency band and the second frequency range for a reception frequency band.
- the orthomode coupler arrangement further comprises at least one second orthomode coupler 205.
- the at least one second orthomode coupler 205 is cascaded in the longitudinal direction of the waveguide to the at least one first orthomode coupler 200.
- the at least one second orthomodal coupler is designed for a second frequency range.
- the first frequency range differs from the second frequency range.
- the at least one second orthomode coupler can be designed in exactly the same way as the at least one first
- Figure 2B schematically shows a 3D view of the cascaded orthomodal coupler arrangement 205 Figure 2A and Figure 2B further embodiments are described.
- the two orthomode couplers 200 and 205 shown in FIG Figures 2A and 2B are connected in series along a common axis.
- the first orthomodal coupler comprises a circular waveguide 201 and two connections 210 and 220.
- the second orthomodal coupler comprises a circular waveguide and two connections with stubs 232 and 234.
- "Stubs" are understood here as matching lines in the waveguide design.
- the circular waveguides 201 and 203 are connected to one another via a connecting piece 213, which is used for adaptation in accordance with the two different frequency ranges. Rectangular waveguides can be connected to the respective connections 210 and 220 of the first orthomodal coupler 200 and to the respective connections 232 and 234.
- connections 232 and 234 are shown with so-called stubs, at one end of which a corresponding rectangular waveguide can be attached.
- the stubs serve as filters to reflect electromagnetic waves of the first (undesired) frequency range and to let electromagnetic waves of the second (desired) frequency range pass.
- FIG 3 schematically shows a 90 ° hybrid 307 as a ballast for an orthomode coupler.
- This 90 ° Hybrid 307 can be used as external circuitry to feed the connections in accordance with the Figures 1A, 1B . 2A and 2B be used.
- Other options for external wiring, also in combination, for the 90 ° hybrid are a T or a Magic-T branch in combination with one or more phase shifters.
- the wiring used here, or these components, can be used for wiring according to a representation Figure 4A and 4B Find use.
- FIG 4A schematically shows an arrangement for generating a circularly polarized electromagnetic wave in the waveguide of an orthomode coupler as in FIGS Figures 1A, 1B . 2A and 2B shown.
- the arrangement 440 comprises the orthomode coupler 400.
- the arrangement 440 can comprise a 90 ° hybrid 407.
- the 90 ° hybrid 407 can be arranged and configured with the first and second Connection to be connected.
- the arrangement 440 can comprise a T-branch 407 instead of the 90 ° hybrid 407.
- the T-junction can be arranged and designed to be connected to the first and second connection of the orthomode coupler in connection with one or more upstream phase shifters.
- the arrangement 440 may further comprise a Magic-T branch 407.
- the Magic-T junction 407 can be arranged and configured to be connected to the first and second connection of the orthomode coupler in connection with the one or more upstream phase shifters.
- the arrangement 440 may further comprise a circular polarizer 407 arranged in the waveguide.
- a circularly polarized electromagnetic wave can therefore be realized with just a few components.
- Figure 4B schematically shows an orthomode coupler arrangement 450, wherein, as in FIG Figure 2A and 2B , cascaded orthomodal couplers 405 are coupled to or contain one or more components 407.
- the cascaded orthomode couplers 405 represent the orthomode coupler arrangement 405 in Figure 4B
- the components are the components described above Figure 4A
- the orthomode coupler arrangement 405 can consist of a plurality of orthomode couplers. Namely at least a first and at least a second orthomodel coupler.
- the orthomode coupler arrangement 450 can further comprise at least one 90 ° hybrid 407.
- the 90 ° hybrid can be arranged and configured to be connected to the first and second connection of the at least one first and / or second orthomodal coupler.
- the orthomode coupler arrangement may further comprise at least one T-branch 407.
- the T-junction 407 can be arranged and designed to be connected to the first and second connection of the at least one first and / or second orthomodal coupler in connection with one or more upstream phase shifters.
- the orthomode coupler arrangement may further include at least one Magic T junction 407.
- the Magic-T junction 407 can be arranged and designed to be connected in connection with the one or more upstream phase shifters, in each case to the first and second connection of the at least one first and / or second orthomode coupler.
- the orthomode coupler arrangement 450 can further comprise at least one circular polarizer 407 arranged in the respective waveguide of the at least one first and / or second orthomode coupler.
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Description
- Es wird ein Orthomodenkoppler zur Reduzierung einer Verkopplung von Grundmoden bereitgestellt. Ferner wird eine Anordnung zur Erzeugung einer zirkular polarisierten elektromagnetischen Welle in dem Wellenleiter des Orthomodenkopplers bereitgestellt. Ferner wird eine Orthomodenkoppler-Anordnung bereitgestellt.
- Um eine Verkopplung von Grundmoden bei dualer Polarisation in einem Hohleiter zu kompensieren, werden üblicherweise Stubs (zu Deutsch: Stichleitung) verwendet.
- Die Kompensation mit Stubs ist frequenzabhängig und funktioniert nur innerhalb eines begrenzten Frequenzbereichs. Das benötigt Platz und erhöht das Gewicht, welches bei einem Einsatz im Weltraum auf einem Satelliten einen beschränkenden Faktor darstellt.
- "Compact Orthomode Transducers Using Digital Polarization Synthesis" offenbart einen Orthomodenkoppler mit 90° Messkopfanordnung und eine Orthomodenkoppler mit 120° Messkopfanordnung.
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US 5 459 441 A offenbart eine 90° Messkopfanordnung. -
DE 199 22 709 A1 offenbart eine Anordnung mit gegenüberliegenden Hohlleitern, die zueinander 90° gedreht sind. -
US 7 408 427 B1 offenbart eine Anordnung von 4 Hohlleitern, wobei ein Hohlleiter jeweils 90°, 180° und 270° zu einem anderen Hohlleiter angeordnet ist. -
offenbart einen Orthomodenkoppler auf Basis eines Rundhohlleiters mit zwei Anschlüssen, wobei die Anschlüsse um einen Winkel von 100° zueinander gedreht sind.JPH 11 355 004 A - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Platz einzusparen und Gewicht zu reduzieren.
- Es wird ein Orthomodenkoppler entsprechend den angehängten Ansprüchen offenbart. Entsprechend einem ersten Aspekt wird ein Orthomodenkoppler zur Reduzierung einer Verkopplung von Grundmoden, umfassend:einen Wellenleiter, der ausgebildet ist, eine dual polarisierte elektromagnetische Welle zu führen;einen ersten Anschluss, der so an dem Wellenleiter angeordnet ist, dass eine durch den ersten Anschluss geführte elektromagnetische Welle eine erste Polarisationsrichtung aufweist;einen zweiten Anschluss, der so an dem Wellenleiter angeordnet ist, dass eine durch den zweiten Anschluss geführte elektromagnetische Welle eine zweite Polarisationsrichtung aufweist; wobei der erste und zweite Anschluss in Umfangsrichtung des Wellenleiters in einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zueinander angeordnet sind, und wobei longitudinale Richtungen des ersten und zweiten Anschlusses einen Winkel zwischen 110° und 115° bilden.
- Das hat den Vorteil, dass durch die Anordnung der zwei Anschlüsse Platz gespart wird. Zum einen, da keine Vorkompensation durch Spezial-Koppler nötig ist, und zum anderen, da keine Kompensation durch Stubs nötig ist. Durch die Anbindung von zwei Hohlleitern an den ersten und zweiten Anschluss kann somit der Nachteil einer unsymmetrischen Einspeisestruktur von zwei Hohlleitern mit dem Vorteil einer symmetrischen Einspeisestruktur von vier Hohlleitern, nämlich Minimierung einer Grundmoden-Verkopplung, kombiniert werden.
- Der erste und zweite Anschluss können auch als Port oder Tor bezeichnet sein. Ferner kann der erste und zweite Anschluss ein Rechteckhohlleiter sein. Eine jeweilige lange Seite des ersten und zweiten Rechteckhohlleiters kann in Längsrichtung des Wellenleiters ausgerichtet sein.
- Vor allem die Einsparung von Gewicht macht den Orthomodenkoppler, die Anordnung und die Orthomodenkoppler-Anordnung für einen Satelliten nützlich. Denn die zur Verfügung stehende Nutzlast ist begrenzt und somit kann an anderer Stelle, zum Beispiel für Treibstoff (Bsp. Xenon), ein größerer Anteil der Nutzlast verwendet werden.
- Auch wenn einige der voranstehend beschriebenen Aspekte in Bezug auf den Orthomodenkoppler beschrieben wurden, so können diese Aspekte auch auf die Anordnung oder die Orthomodenkoppler-Anordnung zutreffen. Genauso können die voranstehend in Bezug auf die Anordnung oder die Orthomodenkoppler-Anordnung beschriebenen Aspekte in entsprechender Weise auf den Orthomodenkoppler zutreffen.
- Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. Die Abmessungen und Proportionen der in den Figuren gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich; sie können bei zu implementierenden Ausführungsformen vom hier Veranschaulichten abweichen.
- Figur 1A
- zeigt schematisch einen Orthomodenkoppler zur Reduzierung einer Verkopplung von Grundmoden;
- Figur 1B
- zeigt schematisch einen Orthomodenkoppler zur Reduzierung der Verkopplung von Grundmoden;
- Figur 2A
- zeigt schematisch kaskadierte Orthomodenkoppler;
- Figur 2B
- zeigt schematisch kaskadierte Orthomodenkoppler;
- Figur 3
- zeigt schematisch einen 90° Hybrid als Vorschaltung für einen Orthomodenkoppler;
- Figur 4A
- zeigt schematisch eine Anordnung zur Erzeugung einer zirkular polarisierten elektromagnetischen Welle in dem Wellenleiter eines Orthomodenkopplers; und
- Figur 4B
- zeigt schematisch eine Orthomodenkoppler-Anordnung.
- Die hier beschriebenen Varianten der, sowie deren, Funktions- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis ihrer Struktur, Funktionsweise und Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Figuren sind teilweise schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Figuren oder im Text offenbart ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Figuren, anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen den beschriebenen Vorrichtungen zuzuordnen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Figuren umfasst und können zum Gegenstand weiterer Ansprüche gemacht werden. Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.
- In den Figuren sind einander entsprechende oder funktionsähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Orthomodenkoppler, die Anordnung zur Erzeugung zirkularer Polarisation und die Orthomodenkoppler-Anordnung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
- Im Folgenden werden ohne hierauf beschränkt zu sein, spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Es ist einem Fachmann jedoch klar, dass die vorliegende Offenbarung in anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden kann, die von den nachfolgend dargelegten Details abweichen können.
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Figur 1A zeigt schematisch einen Orthomodenkoppler 100 zur Reduzierung einer Verkopplung von Grundmoden. Der Orthomodenkoppler 100 umfasst einen Wellenleiter 101, einen ersten Anschluss 110 und einen zweiten Anschluss 120. Der Wellenleiter 101 ist ausgebildet, eine dual polarisierte elektromagnetische Welle zu führen. Der erste Anschluss 110 ist so an dem Wellenleiter 101 angeordnet, dass eine durch den ersten Anschluss 110 geführte elektromagnetische Welle eine erste Polarisationsrichtung Ex aufweist. Der zweite Anschluss 120 ist so an dem Wellenleiter 101 angeordnet, dass eine durch den zweiten Anschluss 120 geführte elektromagnetische Welle eine zweite Polarisationsrichtung Ey aufweist. Der erste 110 und zweite 120 Anschluss sind in Umfangsrichtung des Wellenleiters in einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zueinander angeordnet. InFigur 1A ist der Winkel beispielhaft mit Winkel >90° dargestellt. -
Figur 1B zeigt ferner schematisch den Orthomodenkoppler ausFigur 1A in einer 3D Ansicht. Im Folgenden werden Ausführungsformen bezüglich des Orthomodenkopplers ausFigur 1A und Figur 1B beschrieben. - Der erste 110 und zweite 120 Anschluss sind, als Ports oder Tore, Anschlussstellen 110 und 120 für Rechteckhohlleiter. Zum Anschluss kann ein Flansch dienen, der so angepasst ist, dass ein für einen bestimmten Frequenzbereich dimensionierter Rechteckhohlleiter, elliptischer Hohlleiter oder Steghohlleiter daran anbringbar ist. Dazu ist eine jeweilige lange Seite des ersten 110 und zweiten 120 Rechteckhohlleiters in Längsrichtung des Wellenleiters 101 ausgerichtet. Der Wellenleiter 101 ist in
Figur 1A und Figur 1B als Rundhohlleiter dargestellt. Ferner ist vorstellbar, dass der Wellenleiter 101 ein Koaxialleiter ist. - Der erste 110 und zweite 120 Anschluss sind so angeordnet, dass die durch den ersten Anschluss 110 geführte elektromagnetische Welle und die durch den zweiten 120 Anschluss geführte elektromagnetische Welle die dual polarisierte elektromagnetische Welle bilden. Hierzu sind der erste 110 und zweite 120 Anschluss an einem Umfang des Rundhohlleiters 101 angeordnet sein und bilden zueinander einen Winkel, der größer als 90° ist. Dabei sind die erste Ex und zweite Polarisationsrichtung Ey im Wesentlichen zueinander orthogonal. Hierdurch lassen sich die Grundmoden wesentlich voneinander entkoppeln. Ferner sind der erste 110 und zweite 120 Anschluss so an dem Rundhohlleiter 101 angeordnet, dass der erste 110 und zweite 120 Anschluss in Längsrichtung des Wellenleiters eine gleiche Position aufweisen. Die Längsrichtung bestimmt sich durch eine Wellenausbreitungsrichtung im Rundhohlleiter 101. Das heisst, dass die Flächen der Anschlüsse 110 und 120 gleich groß und an derselben Stelle des Rundhohlleiters angeordnet sind. Ferner können die Anschlüsse 110 und 120 selbst longitudinale Richtungen aufweisen. Die longitudinalen Richtungen entsprechen hierbei Einspeiserichtungen des ersten 110 und zweiten 120 Anschlusses. Dabei ist die Einspeiserichtung die Modenausbreitungsrichtung der an den bestimmten Frequenzbereich angepassten Mode. Die longitudinalen Richtungen des ersten 110 und zweiten 120 Anschlusses sind senkrecht zur longitudinalen Richtung des Rundhohlleiters 101. Dabei können die longitudinalen Richtungen des ersten und zweiten Anschlusses einen Winkel zwischen 100° und 130° einnehmen. In dem gezeigten Beispiel nehmen die longitudinalen Richtungen des ersten und zweiten Anschlusses einen Winkel zwischen 100° und 115° ein. In den Darstellungen aus
Figur 1A und 1B sind die zwei Anschlüsse 110 und 120 entlang der Umfangsrichtung des Rundhohleiters 101 an dem Umfang des Rundhohleiters beispielhaft in einem 110° Winkel relativ zueinander angeordnet. -
Figur 2A zeigt schematisch kaskadierte Orthomodenkoppler 200 und 202 in einer Orthomodenkoppler-Anordnung 205, wobei mindestens einer davon ein Orthomodenkoppler 200 wie inFigur 1A undFigur 2A ist. Der mindestens eine erste Orthomodenkoppler 200 ist für einen ersten Frequenzbereich ausgebildet. Der erste Frequenzbereich kann zum Beispiel für ein Empfangsfrequenzband und der zweite Frequenzbereich für ein Sendefrequenzband vorgesehen sein (verwendet werden). Ebenso können der erste Frequenzbereich für ein Sendefrequenzband und der zweite Frequenzbereich für ein Empfangsfrequenzband vorgesehen sein (verwendet werden). Die Orthomodenkoppler-Anordnung umfasst ferner mindestens einen zweiten Orthomodenkoppler 205. Der mindestens eine zweite Orthomodenkoppler 205 ist in Längsrichtung des Wellenleiters zu dem mindestens einen ersten Orthomodenkoppler 200 kaskadiert. Der mindestens eine zweite Orthomodenkoppler ist für einen zweiten Frequenzbereich ausgebildet. Der erste Frequenzbereich unterscheidet sich von dem zweiten Frequenzbereich. Der mindestens eine zweite Orthomodenkoppler kann genauso wie der mindestens eine erste Orthomodenkoppler ausgebildet sein. - Verschiedene Frequenzbereiche ermöglichen größere Einsatzgebiete und Möglichkeiten in der Anwendung.
-
Figur 2B zeigt schematisch eine 3D-Ansicht der kaskadierten Orthomodenkoppler-Anordnung 205. Im Folgenden werden bezüglich derFigur 2A und Figur 2B weitere Ausführungsformen beschrieben. - Die zwei gezeigten Orthomodenkoppler 200 und 205 in
Figuren 2A und 2B werden entlang einer gemeinsamen Achse hintereinandergeschaltet. Der erste Orthomodenkoppler umfasst einen Rundhohlleiter 201 und zwei Anschlüsse 210 und 220. Der zweite Orthomodenkopller umfasst einen Rundhohlleiter und zwei Anschlüsse mit Stubs 232 und 234. "Stubs" werden hierin als Anpassungsleitungen in Hohlleiterausführung verstanden. Die Rundhohlleiter 201 und 203 werden über ein Verbindungsstück 213, das entsprechend der zwei unterschiedlichen Frequenzbereiche zur Anpassung dient, miteinander verbunden. Rechteckhohlleiter können an die jeweiligen Anschlüsse 210 und 220 des ersten Orthomodenkopplers 200, und an die jeweiligen Anschlüsse 232 und 234 angeschlossen werden. Die Anschlüsse 232 und 234 sind mit sogenannten Stubs dargestellt, an deren einem Ende ein entsprechender Rechteckhohlleiter angebracht werden kann. Die Stubs dienen als Filter, um elektromagnetische Wellen des ersten (unerwünschten) Frequenzbereichs zu reflektieren und elektromagnetische Wellen des zweiten (gewünschten) Frequenzbereichs passieren zu lassen. -
Figur 3 zeigt schematisch einen 90° Hybrid 307 als Vorschaltung für einen Orthomodenkoppler. Dieser 90° Hybrid 307 kann als äußere Beschaltung zur Einspeisung der Anschlüsse gemäß denFiguren 1A, 1B ,2A und 2B verwendet werden. Weitere Möglichkeiten zur äußeren Beschaltung, auch in Kombination, zum 90° Hybrid, sind eine T- beziehungsweise eine Magic-T Verzweigung in Kombination mit einem oder mehreren Phasenschiebern. Ferner ist ein Polarisator zur Verwendung in dem Rundhohlleiter gemäß denFiguren 1A, 1B ,2A und 2B möglich. - Die hier verwendet Beschaltung, beziehungsweise diese Bauelemente, können zur Verschaltung entsprechend einer Darstellung aus
Figur 4A und 4B Verwendung finden. -
Figur 4A zeigt schematisch eine Anordnung zur Erzeugung einer zirkular polarisierten elektromagnetischen Welle in dem Wellenleiter eines Orthomodenkopplers wie in denFiguren 1A, 1B ,2A und 2B gezeigt. Die Anordnung 440 umfasst den Orthomodenkoppler 400. Ferner kann die Anordnung 440 einen 90° Hybrid 407 umfassen. Der 90° Hybrid 407 kann angeordnet und ausgebildet sein, mit dem ersten und zweiten Anschluss verbunden zu sein. Ferner kann statt dem 90° Hybrid 407 die Anordnung 440 eine T-Verzweigung 407 umfassen. Die T-Verzweigung kann angeordnet und ausgebildet sein, in Verbindung mit einem oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, mit dem ersten und zweiten Anschluss des Orthomodenkopplers verbunden zu sein. Ferner kann die Anordnung 440 eine Magic-T-Verzweigung 407 umfassen. Die Magic-T-Verzweigung 407 kann angeordnet und ausgebildet sein, in Verbindung mit dem einen oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, mit dem ersten und zweiten Anschluss des Orthomodenkopplers verbunden zu sein. Ferner kann die Anordnung 440 einen in dem Wellenleiter angeordneten Zirkularpolarisator 407 umfassen. - Eine zirkular polarisierte elektromagnetische Welle wird demnach durch wenige Bauelemente realisierbar.
-
Figur 4B zeigt schematisch eine Orthomodenkoppler-Anordnung 450, wobei, wie inFigur 2A und 2B , kaskadierte Orthomodenkoppler 405 mit einem oder mehreren Bauelementen 407 gekoppelt sind beziehungsweise diese enthalten. Die kaskadierten Orthomodenkoppler 405 stellen die Orthomodenkoppler-Anordnung 405 inFigur 4B dar. Bei den Bauelementen handelt es sich um die oben beschriebenen Bauelemente ausFigur 4A . Hierbei kann die Orthomodenkoppler-Anordnung 405, aus mehreren Orthomodenkopplern bestehen. Nämlich mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Orthomodenkoppler. Das heisst, dass die Orthomodenkoppler-Anordnung 450 ferner mindestens einen 90° Hybrid 407 umfassen kann. Der 90° Hybrid kann angeordnet und ausgebildet sein, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers verbunden zu sein. Die Orthomodenkoppler-Anordnung kann ferner mindestens eine T-Verzweigung 407 umfassen. Die T-Verzweigung 407 kann angeordnet und ausgebildet sein, in Verbindung mit einem oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers verbunden zu sein. Die Orthomodenkoppler-Anordnung kann ferner mindestens eine Magic-T-Verzweigung 407 umfassen. Die Magic-T-Verzweigung 407 kann angeordnet und ausgebildet sein, in Verbindung mit dem einen oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers verbunden zu sein. Die Orthomodenkoppler-Anordnung 450 kann ferner mindestens einen in dem jeweiligen Wellenleiter des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers angeordneten Zirkularpolarisator 407 umfassen. - Die Erfindung ist natürlich nicht in irgendeiner Weise auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es werden im Gegenteil viele Möglichkeiten für Modifikationen daran einem Durchschnittsfachmann ersichtlich, ohne von der zugrundeliegenden Idee der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Claims (9)
- Orthomodenkoppler (100; 200; 400) zur Reduzierung einer Verkopplung von Grundmoden, umfassend:einen Wellenleiter (101; 201), der ausgebildet ist, eine dual polarisierte elektromagnetische Welle zu führen;einen ersten Anschluss (110; 210), der so an dem Wellenleiter (101; 201) angeordnet ist, dass eine durch den ersten Anschluss (110; 210) geführte elektromagnetische Welle eine erste Polarisationsrichtung aufweist;einen zweiten Anschluss (120; 220), der so an dem Wellenleiter (101; 201) angeordnet ist, dass eine durch den zweiten Anschluss (120; 220) geführte elektromagnetische Welle eine zweite Polarisationsrichtung aufweist;
wobeider erste und zweite Anschluss (110, 120; 210, 220) in Umfangsrichtung des Wellenleiters (101; 201) in einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zueinander angeordnet sind,dadurch gekennzeichnet, dasslongitudinale Richtungen des ersten und zweiten Anschlusses (110, 120; 210, 220) einen Winkel zwischen 110° und 115° bilden. - Orthomodenkoppler (100; 200; 400) nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Anschluss (110, 120; 210, 220) so angeordnet sind, dass die durch den ersten Anschluss (110; 210) geführte elektromagnetische Welle und die durch den zweiten (120; 220) Anschluss geführte elektromagnetische Welle die dual polarisierte elektromagnetische Welle bilden.
- Orthomodenkoppler (100; 200; 400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und zweite Polarisationsrichtung zueinander orthogonal sind.
- Orthomodenkoppler (100; 200; 400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste und zweite Anschluss (110, 120; 210, 220) so an dem Wellenleiter (101; 201) angeordnet sind, dass der erste und zweite Anschluss (110, 120; 210, 220) in Längsrichtung des Wellenleiters (101; 201) eine gleiche Position aufweisen.
- Orthomodenkoppler (100; 200; 400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Wellenleiter (101; 201) ein Rundhohlleiter (101; 201) oder Koaxialleiter (101; 201) ist.
- Orthomodenkoppler (100; 200; 400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der erste und zweite Anschluss (110, 120; 210, 220) so angeordnet und ausgebildet sind, dass jeweils ein Rechteckhohlleiter, ein elliptischer Hohlleiter oder ein Steghohlleiter anbringbar ist.
- Anordnung (440) zur Erzeugung einer zirkular polarisierten elektromagnetischen Welle in dem Wellenleiter eines Orthomodenkopplers (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend den Orthomodenkoppler (400) nach einem der vorangegangenen Ansprüche und mindestens eines der nachfolgend aufgelisteten Bauelemente (407):einen 90° Hybrid, der angeordnet und ausgebildet ist, mit dem ersten und zweiten Anschluss verbunden zu sein;eine T-Verzweigung, die angeordnet und ausgebildet ist, in Verbindung mit einem oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, mit dem ersten und zweiten Anschluss verbunden zu sein;eine Magic-T-Verzweigung, die angeordnet und ausgebildet ist, in Verbindung mit dem einen oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, mit dem ersten und zweiten Anschluss verbunden zu sein; undeinen in dem Wellenleiter angeordneten Zirkularpolarisator.
- Orthomodenkoppler-Anordnung (205) umfassend mindestens einen ersten Orthomodenkoppler (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der für einen ersten Frequenzbereich ausgebildet ist, und mindestens einen zweiten Orthomodenkoppler (200, 202), der in Längsrichtung des Wellenleiters zu dem mindestens einen ersten Orthomodenkoppler (200) kaskadiert ist und für einen zweiten Frequenzbereich ausgebildet ist, wobei sich der erste Frequenzbereich von dem zweiten Frequenzbereich unterscheidet.
- Orthomodenkoppler-Anordnung (450) nach Anspruch 8, ferner umfassend mindestens eines der nachfolgend aufgelisteten Bauelemente (407):mindestens einen 90° Hybrid, der angeordnet und ausgebildet ist, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers (405) verbunden zu sein;mindestens eine T-Verzweigung, die angeordnet und ausgebildet ist, in Verbindung mit einem oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers (405) verbunden zu sein;mindestens eine Magic-T-Verzweigung, die angeordnet und ausgebildet ist, in Verbindung mit dem einen oder mehreren vorgeschalteten Phasenschiebern, jeweils mit dem ersten und zweiten Anschluss des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers (405) verbunden zu sein; undmindestens einen in dem jeweiligen Wellenleiter des mindestens einen ersten und/oder zweiten Orthomodenkopplers (405) angeordneten Zirkularpolarisator.
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