SE502698C2 - Anordning för olikformig fördelning av mikrovågssignaler - Google Patents

Description

15 20 25 30 Detta åstadkommes inte lika enkelt i H-planet. En delande vägg blir här parallell med det elektriska fältet, och orsakar således en betydande störning. Vidare är det H-plansdimensionen, det så kallade a-måttet (vågledarens bredd) som bestämmer utbredningskonstanten i vågledaren.

Det visar sig vid försök att delningsförhållandet blir frekvensberoende, vilket i många tillämpningar ej kan accepteras eller i vart fall leder till försämrade egenska- per.

Man har vid dessa konstruktioner även krav på anpassning hos den "port" genom vilken inmatning mikrovågssignalen sker och ofta även krav på faslikhet mellan utgångsportar- na. Detta kan åstadkommas med olika impedansanpassande strukturer som placeras i vågledarna. Ett exempel på en impedansanpassande struktur finns i det japanska patent- dokumentet JP55-14757. I detta fall utnyttjas den impedans- anpassande strukturen även för att fördela mikrovågssigna- len i förgreningen. Genom att en enda struktur utnyttjas kan det emellertid vara svårt att med denna såväl bestämma effektfördelningen som anpassningen och samtidigt uppnå tillräcklig bredbandighet.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ett syfte med anordningen enligt föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en vågledarförgrening i H-planet genom vilken en mikrovågssignal kan fördelas olikformigt mellan tvâ "grenar". Fördelningen skall inom ett så stort frek- vensområde som möjligt vara oberoende av frekvensen och vågledarförgreningen skall dessutom vara enkel att till- verka.

Enligt uppfinningen uppnås detta genom en osymmetrisk anslutning av förgreningens ingångsvågledare till för- greningens två parallella utgångsvågledare ("grenar"). Den 10 15 20 25 3 502 698 olikformiga uppdelningen av signalen uppnås därvid genom att anslutningen i tvärsled är osymmetrisk i förhållande de parallella utgångsvågledarna. Genom att dessutom vid ingångsvågledarens anslutning förskjuta de två utgångs- vågledarna i längsled i förhållande till varandra fås ett minskat frekvensberoende för fördelningen.

Anpassning av ingångens impedans sker på ett enkelt sätt genom att förändra vågledarbredden«där ingångsvågledaren är ansluten till utgångsvågledarna.

Då en anordning enligt uppfinningen saknar inre impedansan- passande strukturer i form av steg, reaktans"tappar" etc, blir den enkel att tillverka.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar ett symmetriskt, rakt, H-plans vågledar- förgrening av konventionell typ; Figur 2 visar en toppvy av vågledarförgreningen i figur 1; Figur 3 visar en rak, H-plans vågledarförgrening med sidoförskjuten ingângsvågledare; Figur 4 visar en utföringsform av en vågledarförgrening enligt uppfinningen; Figur 5 visar en andra utföringsform av en vågledarför- grening enligt uppfinningen; Figur 6 visar i diagramform ett exempel på effektför- delningens frekvensberoende för en vågledarför- grening enligt figur 3 och för en vågledarför- grening enligt uppfinningen. 502 10 15 20 25 30 eßs 'f FÖREDRAGEN UTFöRINGs FORM Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hjälp av figur 1-5.

I figur 1 visas en rak vågledarförgrening bestående av en första vågledare, ingångsvågledaren 1, och två parallella vågledare, utgångsvågledarna 2 och 3. I den mot ingångs- vågledaren 1 vända änden är utgångsvågledarna 2 och 3 slutna med gavlar 6 respektive 5. I gavlarna är en öppning 7 anordnad till vilken ingångsvågledaren är ansluten. Öppningen 7 är lika stor som ingångsvågledarens tvärsnitts- öppning och symmetriskt placerad så att gavlarna 5 och 6 är lika stora. De båda utgångsvågledarna är separerade genom en mellanvägg 4. Mellanväggens längd är kortare än utgångs- vågledarnas och når således inte fram till öppningen 7.

Avståndet mellan mellanväggens mot öppningen 7 vända ända och öppningen är av storleksordningen 1/4 våglängd men avståndet kan varieras för att anpassa vågledarimpedanserna och reducera reflexioner mot mellanväggens ändyta. Vågle- darförgreningen i figur 1 visas även i figur 2 men i form av en toppvy.

I en denna vågledarförgrening kommer mikrovågssignalen i ingångsvågledaren 1 att effektmässigt fördelas lika mellan de två utgångsvågledarna 2 och 3.

Genom att, såsom visas i figur 3, förskjuta ingångsvågleda- ren i sidled avståndet e från vågledarförgreningens genom mellanväggen gående mittlinje 8, erhålles en osymmetriskt vågledarförgrening. Öppningen 7 är lika stor som i den tidigare beskrivna anordningen men genom den osymmetriska placeringen blir gavlarna olika stora och betecknas därför med 9 respektive 10. Mikrovågssignalen i ingångsvågledaren 1 fördelas i beroende av ingångsvågledarens osymmetriska placering osymmetriskt mellan utgångsvågledarna. 10 15 20 25 30 “r m o M o\ v.) oo En sådan vågledarförgrening får emellertid en frekvensbe- roende fördelning. Figur 6 visar ett diagram vars X-axel anger frekvens och vars Y-axel anger förhållandet (i dB) mellan fördelningen av mikrovågssignalens effekt mellan de två utgångsvågledarna. Kurvan ll visar ett exempel på den frekvensberoende fördelning som erhålles med den i an- slutning till figur 3 beskrivna vågledarförgreningen.

Förgreningen antas därvid vara optimerad för frekvensen FO och att förhållandet mellan mikrovågssignalens effekt i utgångsvågledarna då är 3,25 dB. Som framgår av diagrammet varierar således fördelningen avsevärt som funktion av frekvensen.

Det är emellertid möjligt att genom en alternativ utför- ingsform av uppfinningen minska frekvensberoendet. Figur 4 visar en sådan utföringsform. Den mindre vågledargaveln 9 har här flyttats i utgångsvågledarens längdriktning så att ingångsvågledarens ena sida 13 förlängts. I förgreningens längdriktning befinner sig således de två gavlarna på avståndet g från varandra.

Genom denna förskjutning av den ena gavelns läge förbättras vågledarförgreningens frekvensberoende avsevärt. I figur 6 anger kurvan 12 effektfördelningens frekvensberoende för en förgrening enligt den nu beskrivna utföringsformen. Som synes kan fördelningen nästan betraktas som konstant inom ett förhållandevis stor frekvensområde.

Ytterligare förbättringar av egenskaperna för vågledarför- greningen enligt uppfinningen är möjliga. Figur 5 motsvarar utföringsformen enligt figur 4 men öppningens 7 bredd har här gjorts mindre än ingångsvågledarens 1 bredd. Minsk- ningen av öppningen har skett genom att gavlarna 9 och 10 förlängts något. Härigenom bildas i öppningen 7 en osymmet- risk bländare. Genom att variera dimensionerna för blända- rens "lameller" 14 och 15 kan en bättre anpassning mellan 502 10 15 20 25 30 698 f ingångs- och utgångsvågledarna erhållas. Härvid kan så väl lamellernas höjd (öppningens bredd) som deras utsträckning vågledarförgreningens längsled varieras.

Som exempel på värden på avstånden e och g för olika effektfördelning kan följande värden anges där a är vågledarnas bredd.

Effektfördelning (dB) e/a g/a 0 0 0 2 0,08 0,04 4 0,16 0,08 6 0,24 0,13 Av tabellen framgår att avståndet e i stort sett är lika med dubbla avståndet g.

Genom de beskrivna utföringsformerna av uppfinningen är det således möjligt att till amplitud och fas fördela en mikrovågssignal olikformigt mellan två vågledare varvid ett förhållandet mellan de fördelade signalerna på mer än 10 dB kan uppnås.

Vågledarförgreningen enligt uppfinningen saknar således komplicerade inre strukturer för anpassning och injuste- ringar. Inte heller ingår olika material utan hela för- greningen kan lätt tillverkas i ett stycke, exempelvis gjutas i aluminium. Den blir därför enkel och billig att tillverka och kräver inga efterföljande elektriska juster- ingar.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan nämnda utförings- formerna utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (4)

10 15 20 25 502 698 PATENTKRAV

1. Anordning vid vågledare för att från en första vägleda- re (1) i det magnetiska planet olikformigt fördela en mikrovågssignal mellan en andra (2) och en tredje (3) vågledare, kännetecknad därav, att den andra och tredje vâgledaren är placerade parallellt med varandra och separerade genom en mellanvägg (4) samt i ena ändan begränsade av gavlar (9, 10) i vilka en öppning (7) är anordnad till vilken den första vågledaren (1) är ansluten, varvid öppningen (7) och den första vågledaren (1) är placerade förskjutna i sidled i förhållande till mellan- väggens (4) längdriktning.

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att gavlarna (9, 10) i vågledarnas (1, 2, 3) längdriktning är placerade förskjutna i förhållande till varandra.

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad därav, att den första vågledarens (1) förskjutning i sidled (e) i för- hållande mellanväggens (4) längdriktning är av storleks- ordningen den dubbla förskjutningen (g) mellan gavlarna (9, 10).

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad därav, att öppningens (7) bredd är mindre än den första vågledarens (1) bredd.