DE1033745B

DE1033745B - Brueckenanordnung fuer Mikrowellen

Info

Publication number: DE1033745B
Application number: DET13905A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Willwacher
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1957-07-23
Filing date: 1957-07-23
Publication date: 1958-07-10
Also published as: GB896165A; CH362131A; FR1196609A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Brückenanordnung für Mikrowellen, bestehend aus einem Eingangshohlrohr rechteckigen Querschnitts, welches sich in zwei Hohlrohre gleicher Breite, aber halber Höhe verzweigt und einer im Verzweigungspunkt angebrachten Einkopplung einer vierten Zuführung, Derartige Brückenanordnungen sind bekannt.

Eine solche Brückenanordnung zeigt die Fig. 1. Das Eingangshohlrohr H₁ hat das übliche Seitenverhältnis, d. h., die Höhe h zur Breite b verhalten sich wie 1:2. In der Ebene c-c verzweigt sich das Eingangshohlrohr in zwei weitere Hohlrohre rechteckigen Querschnitts Ii₁₂ und H₁₃. Die Hohlrohre H₁₂ und H₁₃ haben die gleiche Breite wie das Hohlrohr H₁, aber nur die halbe Höhe an der Verzweigungsstelle, damit die Reihenschaltung der beiden Hohlrohre in der Ebene c-c die gleiche Impedanz hat wie das Hohlrohr H₁ und die Anpassung erhalten bleibt. Im Anschluß an die Verzweigungsstelle c-c erweitern sich die beiden Hohlrobre H₁₂ und H₁₃ stetig und bilden dadurch ein Transformationsglied mit dem Transformationsverhältnis 2:1, so daß an der Schnittstelle d-d die beiden Hohlrohre H₂ und H₃ die gleichen Abmessungen haben wie das Eingangsrohr H₁. Bei den bekannten Anordnungen ist das Innenteil / schneidenförmig ausgebildet, wobei die Schneide auf das Eingangshohlrohr H₁ zeigt. In einem gewissen Abstand von der Schneide, dort wo das Innenteil eine ausreichende Stärke hat, ist es zur Aufnahme einer Koaxialleitung L₄ durchbohrt, welche in die Antenne A mündet. Diese Koaxialleitung bildet den vierten Brückenausgang 4. Die Teilleitungen H₁₂ bzw. H₁₃ werden bei Einspeisung vom Hohlrohr H₁ her im Gegentakt und bei Einspeisung von der Leitung 4 her im Gleichtakt erregt. Bei reflexionsfreiem Abschluß der Leitung H₂ und H₃ sind H₁ und H₄ völlig voneinander entkoppelt.

Ein Nachteil dieser Anordnung sind ihre großen Abmessungen. Dies kommt daher, daß die Länge It des Transformators einige Wellenlängen betragen muß, wenn die Anpassung z. B. so gut und breitbandig sein soll, wie es bei modernen Breitband-Richtfunkgeräten verlangt wird. Ferner wird die Bauhöhe h_2S etwa das Dreifache von h. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine gleichzeitige andersartige Ausbildung der Brückenanordnung in folgenden drei Punkten:

1. Erweitert sich das Eingangshohlrohr sprungartig auf beiden Seiten an der Verzweigungsstelle;

2. ist der Innenteil der Verzweigung stumpf ausgebildet und hat von vornherein die Breite, die zur Aufnahme der vierten Zuführung erforderlich ist;

3. ist der Innenteil der Verzweigung derart in Richtung auf die Hohlrohre halber Höhe verschoben, daß die durch die Sprungstelle entstehende Stoßstelle kompensiert ist.

Durch den Wegfall der Transformationslänge l_T und die damit verbundene Erweiterung der beiden Leitungen H₁₂ Brückenanordnung für Mikrowellen

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Erwin Willwacher, Backnang (Württ),
ist als Erfinder genannt worden

und H₁₃ auf die volle Höhe ergibt sich eine sehr viel kleinere Brückenanordnung, als bisher bekannt war. Die größte Höhe der erfindungsgemäßen Einrichtung A₂₃ ist maximal das 1,5 fache von der Höhe h. Außerdem hat man es in der Hand, durch experimentellen Abgleich der Verschiebung des Innenteiles gegenüber der Erweiterung der Eingangsleitung H₁ einen sehr guten und breitbandigen Abgleich herbeizuführen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Brücke zeigt Fig. 2 a. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in Fig. 1, so daß hiera.uf verwiesen werden kann. In Fig. 2 b ist ein Ersatzbild dieser Brücke mit den Ausgängen l',2' und 3' angegeben. In Fig. 2 a bedeutet Ji₀ die Breite des Innenteils.

Mit der erfindungsgemäßen Brückenanordnung lassen sich alle Schaltungen mit Brücken besonders gut verwirklichen. Als Beispiel ist in Fig. 3 eine Antennenweiche gezeigt, wie sie zum Zusammenschalten mehrerer Geräte an eine Antenne benutzt wird. Im vorliegenden Fall empfängt die Antenne die Empfangsfrequenzen f_x, f₂.. ■ f_n, von denen das angegebene Brückenfilter den ersten Kanal mit f_x heraussiebt. Die Anordnung besteht- aus zwei der vorgeschlagenen Brücken, die an den korrespondierenden Ausgängen mit den Hohlrohrleitungen H' bzw.

H" von halber Höhe \~\ miteinander verbunden sind. An

diesen flachen Leitungen sind Sperrfilter F₁, F₂ bzw. .F₁", F₂" an den Punkten B₁, B₂, B₁" und B₂" angebracht, welche auf die Frequenz f_x abgestimmt sind. Die Sperrfilter in beiden Zweigen sind gleich und bestehen aus etwa 2/2 langen Hohlrohrresonatoren, die ebenfalls

nur die Höhe — haben und über Blenden an die Leitungen H' bzw. H" angeschlossen sind. Durch die A/4-Versetzung der Sperrglieder in H' und H" erleiden die reflektierten Wellenanteile eine Phasenverschiebung um 180° gegeneinander und gelangen dadurch über die Antenne A₁ zum Ausgang 4 und in den Empfänger. Eingangswiderstand bei 1 und Ausgangswiderstand bei 2

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bleiben konstant, so daß eine beliebige Anzahl solcher Glieder in Reihe geschaltet werden kann. Am Ausgang 2 werden die verbleibenden Frequenzen f₂.. .f_n abgenommen und weiteren entsprechend abgestimmten Gliedern zugeführt, die jeweils die gewünschte Frequenz aussieben. Dieses Filter mit den neuen Brückenelementen ist ganz wesentlich kleiner als die bisher bekannten Filter, welche die Elemente nach Fig. 1 benutzen.

In ähnlicher Weise lassen sich an Hand der Erfindung andere Anordnungen aufbauen, wie z. B. ein Brückenmischkopf mit Kristalldioden, wie er in Mikrowellenempfängern üblich ist (Fig. 4). Die beiden umgekehrt gepolten Detektoren D₂ und D₃ sind unmittelbar in den flachen Hohlrohren H₂ und H₃ angebracht und impedanzmäßig an die Leitung angepaßt. Zum ersten Vorteil, daß die Brückenverzweigung besonders breitbandig ist, kommt hier der weitere Vorteil, daß die Anpassung der Detektoren an die flachen Hohlrohre ebenfalls breitbandiger möglich ist als bei Detektorköpfen mit dem höheren Hohlrohr.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brückenanordnung als Empfängereingangsfilter zeigt die Fig. 5. Dieses Filter ist über das ganze Band von der Empfangsfrequenz bis zur Spiegelfrequenz sehr gut angepaßt. Die Hohlrohrleitung H₁ verzweigt sich in die beiden Hohlrohre H' und H", in welche je ein Hohlrohrschwingkreis 5' und S" mit den Abgleichschrauben C und C" eingebaut ist, die unter sich gleich sind, aber längs der Leitung um A/4 versetzt sind. Die Zweige H' und H" sind hinter den Filtern wieder zum Hohlrohr H₂ zusammengeführt. An den Verzweigungsstellen sind weiterhin die Antennen A₃ und A_i angebracht, welche die Zweigleitungen H' und H" nur im Gleichtakt erregen können. Die Antennen sind hier an koaxiale Leitungen L₃ und L₁ angeschlossen, welche zu den Brückenanschlüssen 3 und 4 führen. Diese Anschlüsse sind im vorliegenden Fall reflexionsfrei durch Absorberwiderstände R abgeschlossen. Nehmen wir an, am Anschluß 1 sei die Antenne, am Anschluß 2 der Mischkreis angeschlossen. Die Filter sind so abgeglichen, daß in der Mitte des Sollbandes alle Energie durchgelassen wird. Da der Reflexionsfaktor K₂ interessiert, denke man sich am Anschluß 2 eine Einspeisung und betrachte die im Anschluß 2 reflektierte Energie. In Bandmitte wird nichts reflektiert (K₂ = 0). Entfernt man sich von der Bandmitte, so werden an 5' und S" gewisse, unter sich gleiche Energien reflektiert, welche in Form von Wellen in H' und H" in Richtung auf das Hohlrohr H₂ verlaufen. Durch die A/4-Versetzung von S' gegen 5" erleiden diese beiden Wellen eine Phasendifferenz von 180° gegeneinander und kommen deshalb am Verzweigungspunkt im Gleichtakt an. Sie können deshalb nicht nach H₂ gelangen, sondern werden von A₃ in die Leitungi₃ geführt und dort im Abschluß R reflexionsfrei vernichtet. Am Eingang2 wirkt sich also die Reflexion nicht aus; der Reflexionsfaktor K₂ bleibt unabhängig von der Frequenz gleich 0 bzw. sehr klein. Diese Eigenschaft gestattet es, zwischen Antenne und Mischkreis eine beliebige Spiegelselektion (bzw. Selektion der Oszillätorausstrahlung) zu verwirklichen und gleichzeitig die Impedanzrückwirkung auf dem Mischkreis klein genug zu halten.

Es ist hier ein Brückenfilter mit je einem Schwingkreis in den Zweigleitungen beschrieben. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, mehrkreisige Filter in H' und H" anzuordnen, wenn mehr Selektion gewünscht wird. Im übrigen ist die Erfindung nicht beschränkt auf diese spezielle Ausführungsform der Brücke.

Claims

Patentansprüche:

1. Brückenanordnung für Mikrowellen, bestehend aus einem Eingangshohlrohr rechteckigen Querschnitts, welches sich in zwei Hohlrohre gleicher Breite, aber halber Höhe verzweigt und einer im Verzweigungspunkf angebrachten Einkopplung einer vierten Zuführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangshohlrohr sich an der Verzweigungsstelle sprungartig auf beiden Seiten erweitert und daß der Innenteil der Verzweigung stumpf ausgebildet ist und von vornherein die Breite hat, die zur Aufnahme der vierten Zuführung erforderlich ist, und daß dieser Innenteil derart in Richtung auf die Hohlrohre halber Höhe verschoben ist, daß die durch die Sprungstelle entstehende Stoßstelle kompensiert ist.

2. Brückenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlrohre halber Höhe parallel verlaufen und der Innenteil der Verzweigung die gemeinsame Trennwand der beiden Hohkohre bildet.

3. Brückenanordnung nach Anspruch 1 oder 2 als Empfängermischkopf, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitungen halber Höhe Mischdetektoren angebracht sind und ein Oszillator über die vierte Zuführung angeschlossen ist (Fig. 4).

4. Brückenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anordnungen nach An₇ spruch 1 oder 2 derart zusammengeschaltet sind, daß die Hohlrohrleitungen halber Höhe miteinander verbunden sind (Fig. 3).

5. Brückenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Hohlrohrleitungen halber Höhe Sperrfilter angebracht sind, die aus 1/2 langen Hohlrohrresonatoren bestehen und ebenfalls nur die halbe Höhe des Eingangshohlrohres haben und über Blenden angeschlossen sind, die gegeneinander um A/4 versetzt sind (Fig. 3) (A = Wellenlänge).

6. Brückenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter aus in der Hohlrohrleitung angebrachten Blenden bestehen, zwischen denen ein Stempel zur Abstimmung angebracht ist.

7. Brückenanordnung nach Anspruch 5 oder 6 als Empfängereingangsfilter, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne mit dem Eingangshohlrohr (1), der Mischkreis mit dem Ausgangshohlrohr (2) und die beiden verbleibenden Einkopplungen (A₃ und A₄) reflexiönsfrei mit Absorberwiderständen abgeschlossen sind (Fig. 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen