DE1591824B1 - Mikrowellennetzwerk zur beliebigen Energieaufteilung - Google Patents
Mikrowellennetzwerk zur beliebigen EnergieaufteilungInfo
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Description
1 2
Die Erfindung geht aus von einem Mikrowellen- Wenn im anderen Fall die in einer Linie liegenden
netzwerk zur beliebigen Aufteilung der Mikrowellen- ■ Zweige leitend verbunden sind, wird eine einstellbare
energie zweier Energiequellen auf zwei Belastungen Parallelkapazität durch ein einfaches leitendes Teil,
mit einem ersten und einem zweiten Zirkulator, die je das leitend mit der Erdungsebene verbunden und in
einen Eingangszweig, einen zweiten Zweig und einen 5 der Nähe der miteinander verbundenen Zweige ein-Ausgangszweig
aufweisen, wobei die Energie nachein- stellbar angeordnet ist, geschaffen. In beiden Fällen
ander vom Eingangszweig zum zweiten Zweig und von hat die Anordnung die unerwartete Eigenschaft, daß
diesem zum Ausgangszweig zirkuliert und die zweiten sich der Wert der Kapazität mit der Frequenz so ändert,
Zweige der Zirkulatoren je einen solchen Wellenwider- daß das Verhältnis der an der Reaktanz reflektierten
stand haben und so ausgerichtet sind, daß sie einen ge- ίο Energie zur durchgelassenen Energie im wesentlichen
meinsamen Zweig zwischen dem ersten und dem zwei- konstant mit der Frequenz bleibt, und zwar in einem
ten Zirkulator bilden, mit einer an den Eingangszweig Frequenzband, das wenigstens so breit wie bei den
jedes Zirkulators angeschalteten Energiequelle und mit üblichen Hybriden oder Richtkopplern ist.
zwei Belastungen, von denen je eine mit dem Ausgangs- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichzweig eines Zirkulators verbunden ist. 15 nungen beschrieben. Es zeigt ;,.
zwei Belastungen, von denen je eine mit dem Ausgangs- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichzweig eines Zirkulators verbunden ist. 15 nungen beschrieben. Es zeigt ;,.
Es ist ein Mikrowellennetzwerk bekannt, das aus F i g. 1 schematisch einen symmetrischen Mikro-
zwei Zirkulatoren und einem Mikrowellenschalter be- Wellenmischer mit einem Energieteiler nach der Erfinsteht,
der den gemeinsamen Zweig der beiden Zirku- dung,
latoren miteinander verbindet. Bei einem solchen Mi- Fig. IAeine alternative Schaltung für die Mikro-
krowellennetzwerk ist nur eine Schaltfunktion mög- 2° wellendetektoren der F i g. 1,
lieh, derart, daß mit einem schnellen Schalter ein- bzw. F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Bandausgeschaltet
werden kann. leitungsenergieteilers nach der Erfindung mit einer
Es ist auch bereits eine Einrichtung zum Umschalten Reihenkapazität,
eines Sende-Empfangs-Gerätes auf ein Reservegerät F i g. 2A schematisch die Kopplungseigenschaften
bekannt, bei der zwei Zirkulatoren einen gemeinsamen 25 des Energieteilers nach F i g. 2,
Zweig besitzen, der zur Energieumschaltung durch F i g. 3 schematisch eine Abänderung des Modula-
Zweig besitzen, der zur Energieumschaltung durch F i g. 3 schematisch eine Abänderung des Modula-
einen Schalter auftrennbar ist. Die Umschaltung kann tors und Energieteilers nach F i g. 1,
dabei auch dadurch erfolgen, daß in die Verbindungs- F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Bandlei-
dabei auch dadurch erfolgen, daß in die Verbindungs- F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines Bandlei-
leitung der beiden Zirkulatoren mit Hilfe eines Reso- tungsenergieteilers nach der Erfindung mit einer Paralnanzkreises
ein Kurzschluß bzw. Leerlauf im Bereich 30 lelkapazität,
der Resonanzfrequenz tranformiert wird. Auch hierbei F i g. 5 schematisch einen symmetrischen Mischer,
wird jedoch die gesamte einfallende Energie entweder der aus dem Energieteiler nach F i g. 4 hergestellt
vollständig reflektiert oder kann ungehindert weiter- werden kann,
laufen. In F i g. 1 besteht die Mischfunktion, die zur Er-
laufen. In F i g. 1 besteht die Mischfunktion, die zur Er-
Die Erfindung hat sich dagegen die Aufgabe gestellt, 35 läuterung der Erfindung ausgewählt wurde, darin, daß
ein Mikrowellennetzwerk zu schaffen, mit dessen Hilfe ein Mikrowellensignal der Quelle 7 mit einem Mikroeine
beliebige Aufteilung der Mikrowellenenergie aus wellensignal eines örtlichen Oszillators 8 vereinigt wird,
zwei Energiequellen auf zwei Belastungen möglich ist. um ein Differenzsignal mit einer niedrigeren Zwischen-
Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, frequenz (ZF) zu erzeugen. Natürlich können Signaldaß
eine Impedanz, die weder einen Kurzschluß noch. 40 mischfunktionen auch für andere Anwendungen
einen Leerlauf darstellt, derart an den gemeinsamen durchgeführt werden.
Zweig angeschaltet ist, daß die Energie der beiden Das Herz der Mischschaltung besteht aus dem im
Energiequellen zwischen den beiden Belastungen ent- Kästchen 11 enthaltenen Mikrowellenenergieteiler,
sprechend dem Verhältnis zwischen der an den gemein- dessen aufbaumäßige Einzelheiten später an Hand der
samen Zweig angeschalteten Impedanz und dem WeI- 45 F i g. 2 betrachtet werden. Schematisch besteht der
lenwiderstand des gemeinsamen Zweiges geteilt wird. Energieteiler 11 aus einem ersten Mikrowellenzirkula-
Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, beliebige tor 12 und einem zweiten Mikrowellenzirkulator 13,
Anteile der Mikrowellenenergie jeder Energiequelle zu die jeweils wenigstens drei Zweige oder Arme a, b und c
den beiden Belastungen zu übertragen und die Anteile aufweisen, wobei eine aufeinanderfolgende Übertrader
Mikrowellenenergie jeder Energiequelle durch Ii- 5° gung der Energie zwischen den Armen stattfindet, wie
neare Überlagerung in den beiden Belastungen belie- es durch die gekrümmten Pfeile 14 und 15 dargestellt
big zu mischen. ist. Geeignete Zirkulatoren verschiedener Art sind bein den Unteransprüchen gekennzeichnete Weiter- kannt, wobei irgendwelche dieser Arten benutzt werden
bildungen geben die Möglichkeit, bei Verwendung von können, um das allgemeine Prinzip der Erfindung
Mikrowellendetektoren als Belastungen einen Modu- 55 durchzuführen. Besonders geeignete Bandleitungsarten
lator zu schaffen. Weiterhin kann jede gewünschte sind z. B. in Büchern beschrieben, wie Microwave
Phasenbeziehung zwischen den Energieanteilen durch Ferrites and Ferrimagnetics von Lax und Button,
eine Verlagerung der Impedanz entlang dem gemein- 1962, S. 517 und 609, ferner in Veröffentlichungen wie
samen Zweig erzielt werden. Fay and Comstock »Operation of the Ferrite
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind 60 Junction Circulator«, 13. IEEE Transactions MTT,
zwei Bandleitungszirkulatoren mit einer gemeinsamen S. 15 bis 27, Januar 1965.
Erdungsebene und mit zwei in einer Linie liegenden Die Zirkulatoren 12 und 13 sind entgegengesetzt
Zweigen versehen. Wenn in einem Fall die in einer polarisiert, so daß die Energieübertragung zwischen
Linie liegenden Zweige durch einen nichtleitenden den Armen in entgegengesetzter Reihenfolge statt-Spalt
getrennt sind, wird die kapazitive Reihenkopp- 65 findet, d. h. im Uhrzeigersinn beim Zirkulator 12 und
zwischen den Zweigen durch ein einfaches leitendes entgegen dem Uhrzeigersinn beim Zirkulator 13. Der
Teil geändert, das gegen die Erdungsebene isoliert und Arm b des Zirkulators 12 ist durch eine veränderbare
in der Nähe des Spaltes einstellbar angeordnet ist. kapazitive Kopplung 16 mit dem Arm b des Zirkula-
3 4
tors 13 verbunden. Diese kapazitive Kopplung ist nur gegengesetzt gepolte Dioden eine Vereinigung des
schematisch dargestellt. Dies reicht für die vorliegende Summenprodukts in Phase.
Erklärung aus, um zu verstehen, daß die kapazitive Es sei bemerkt, daß bei jeder der obigen Schaltungs-Kopplung
am Mittelpunkt 6 zwischen den Zirkulato- arten Reflexionen irgendeiner Energie von den Dioden
ren 12 und 13 angeordnet ist, und daß sie einen Wert . 5 ausschließlich im Arm α des Zirkulators erscheinen,
hat, der im einzelnen später definiert wird, und bei dem mit dem die jeweilige Diode verbunden ist. Da diese
eine Hälfte der vom Arm b des einen Zirkulators ein- Energie zu den Quellen 7 und 8 geht, kann sie überfallende
Energie wie von einer Impedanzunstetigkeit wacht werden, um einen einfachen und wirksamen Weg
reflektiert wird, während die übrige Hälfte der Energie .ZUr Abstimmung der Dioden zu liefern, ferner kann die
kapazitiv in den Arm b des anderen Zirkulators ein- ίο Energie durch Isolatoren absorbiert werden, die als
gekoppelt wird. Weitere Einzelheiten einer speziellen Teil der Signalquellen vorgesehen sind,
und neuartigen Anordnung mit dieser Eigenschaft Bisher wurde ein Signalmischer entsprechend einem werden an Hand der F i g. 2 betrachtet. Aspekt der Erfindung beschrieben. Nunmehr soll Der Arm α des Zirkulators 12 ist mit der Signal- die Aufmerksamkeit auf die Merkmale der Unterquelle? und der Arm α des Zirkulators 13 mit dem 15 anordnung gerichtet werden, die aus dem Energieörtlichen Oszillator 8 verbunden. Die übrigen Arme e teiler im Kästchen 11 besteht und die diese Art des jedes Zirkulators sind durch die Mikrowellendioden- Mischers möglich macht. So zeigt F i g. 2 perspekdetektoren 17 und 18 abgeschlossen, die bei dem dar- tivische Einzelheiten von Bauteilen entsprechend einer gestellten Ausführungsbeispiel entgegengesetzt gepolt Ausführung, die sich im Kästchen 11 der Fig. 1 parallel geschaltet sind, d. h., die Anode der einen Diode 20 befinden. Erfindungsgemäß wird bei dieser Aus- und die Kathode der anderen sind gemeinsam mit der führung die Form von Wellenleiter benutzt, die als einen Seite des ZF-Ausgangskreises verbunden, wäh- »Bandleitung« bekannt ist. Daher enthält die Ausrend die übrigen Diodenklemmen und die andere führung zwei flache elektrisch leitende Erdungs-Seite der ZF geerdet sind. Die zur Versorgung der Di- ebenen 20 und 21, die sich parallel zueinander in öden mit Gleichstrom geeigneten Kreise sind normal 25 einem Abstand erstrecken. Die leitenden Seitenwände und nicht dargestellt. 22 und 23 verbinden und tragen die Erdungsebenen
und neuartigen Anordnung mit dieser Eigenschaft Bisher wurde ein Signalmischer entsprechend einem werden an Hand der F i g. 2 betrachtet. Aspekt der Erfindung beschrieben. Nunmehr soll Der Arm α des Zirkulators 12 ist mit der Signal- die Aufmerksamkeit auf die Merkmale der Unterquelle? und der Arm α des Zirkulators 13 mit dem 15 anordnung gerichtet werden, die aus dem Energieörtlichen Oszillator 8 verbunden. Die übrigen Arme e teiler im Kästchen 11 besteht und die diese Art des jedes Zirkulators sind durch die Mikrowellendioden- Mischers möglich macht. So zeigt F i g. 2 perspekdetektoren 17 und 18 abgeschlossen, die bei dem dar- tivische Einzelheiten von Bauteilen entsprechend einer gestellten Ausführungsbeispiel entgegengesetzt gepolt Ausführung, die sich im Kästchen 11 der Fig. 1 parallel geschaltet sind, d. h., die Anode der einen Diode 20 befinden. Erfindungsgemäß wird bei dieser Aus- und die Kathode der anderen sind gemeinsam mit der führung die Form von Wellenleiter benutzt, die als einen Seite des ZF-Ausgangskreises verbunden, wäh- »Bandleitung« bekannt ist. Daher enthält die Ausrend die übrigen Diodenklemmen und die andere führung zwei flache elektrisch leitende Erdungs-Seite der ZF geerdet sind. Die zur Versorgung der Di- ebenen 20 und 21, die sich parallel zueinander in öden mit Gleichstrom geeigneten Kreise sind normal 25 einem Abstand erstrecken. Die leitenden Seitenwände und nicht dargestellt. 22 und 23 verbinden und tragen die Erdungsebenen
Im Betrieb erscheint die von der Quelle 7 an den 20 und 21. Wenn sie auch als rechteckiger Hohlraum
Arm α des Zirkulators 12 angelegte Signalenergie an dargestellt ,sind, so können sie doch ein Gehäuse
dessen Arm b. Die eine Hälfte dieser Energie wird durch beliebiger Größe und Form bilden. In der Mitte
den Kondensator 16 zum Arm b des Zirkulators 13 3° zwischen und parallel zu den Erdungsebenen 20
übertragen, um am Arm c des Zirkulators 13 zu er- und 21 befindet sich ein Mittelleiter oder ein Stern 24
scheinen, während die andere Hälfte reflektiert wird, eines ersten Zirkulators. Dieser Stern enthält einen
um am Arm c des Zirkulators 12 zu erscheinen, wobei gemeinsamen Teil und drei Bandleitungen 26, 27
eine Phasendifferenz von 90° zwischen den übertrage- und 28, die symmetrisch von dem gemeinsamen Teil
nen und reflektierten Komponenten entsteht. Die ört- 35 ausgehen. Zwei dieser Bandleiter 26 und 27 führen
liehe Oszillatorenergie der Quelle 8 wird in gleicher zu Öffnungen in den Seitenwänden und bilden Ein-Weise
zwischen dem Arm c des Zirkulators 12 und gang und/oder Ausgang des ersten Zirkulators, mit
dem Arm c des Zirkulators 13 ebenfalls mit einer Pha- denen andere Bandleitungen koaxiale Komponenten,
sendifferenz von 90° aufgeteilt. Wenn man die reflek- Wellenleiter oder Belastungen mit Hilfe von Übertierte
Energie in jedem Arm c als Phasenreferenz be- 40 gangsteilen herkömmlicher Art verbunden werden
nutzt (das Signal im Arm c des Zirkulators 12 und das können. Die Scheiben 30, 31 aus magnetisch polariörtliche
Oszillatorsignal im Arm c des Zirkulators 13) siertem gyromagnetischem Material, wie Yttriumhat
die übertragene Komponente in jedem der Arme granat oder Ferrit, sind oberhalb oder unterhalb
eine Phasenverschiebung von 90° in bezug auf die Be- oder an beiden Seiten des gemeinsamen Teils des
zugsphase. Daher sind die Differenzmodulationspro- 45 Sterns 24 angeordnet, um den ersten Zirkulator entdukte,
die in den Dioden 17 und 18 erzeugt werden, sprechend dem üblichen Aufbau von F-Zirkulatoren
außer Phase, während die Summenmodulationspro- zu vollenden, wie es in den obigen Veröffentlichungen
dukte in Phase sind. Da bei der für die Erläuterung ge- beschrieben ist. Die Scheiben 30 und 31 sind dann
wählten Anwendung die ZF-Frequenz das Differenz- permanentmagnetisch polarisiert oder durch Verprodukt
ist, bewirken prallelgeschaltete entgegengesetzt 5° wenden äußerer Magnete polarisiert. Eine gleiche
gepolte Dioden, daß sich die Zwischenfrequenz im Kombination eines Sterns 25 mit magnetisch pola-Ausgang
in Phase vereinigt, während die Spiegelfre- risierten gyromagnetischen Scheiben 32 und 34 vollquenz
oder das Summenmodulationsprodukt gelöscht enden den zweiten Zirkulator,
wird. Gleichgerichtete Komponenten mit der Signal- Die Bandleitung 28 des Sterns 24 erstreckt sich und der örtlichen Oszillatorfrequenz können durch 55 fast bis zur Mitte des Gehäuses, wo sie plötzlich Filter in der ZF beseitigt werden. endet. Die drei Bandleitungen, die den Stern 25
wird. Gleichgerichtete Komponenten mit der Signal- Die Bandleitung 28 des Sterns 24 erstreckt sich und der örtlichen Oszillatorfrequenz können durch 55 fast bis zur Mitte des Gehäuses, wo sie plötzlich Filter in der ZF beseitigt werden. endet. Die drei Bandleitungen, die den Stern 25
Wenn die Dioden 17 und 18 gleichgepolt parallel ge- des zweiten Zirkulators bilden, sind als Spiegelbild
schaltet werden, wird bewirkt, daß sich das Summen- des Sterns 24 angeordnet, wobei die Bandleitung 29
modulationsprodukt in Phase addiert, während das in einer Linie mit der Bandleitung 28 liegt und einen
Differenzmodulationsprodukt im Ausgang gelöscht 6° Abstand von ihr hat. Unmittelbar über den benachwird,
wie es z. B. bei Aufwärtswandler notwendig barten, voneinander getrennten Enden der Bandist,
leitungen 28 und 29 befindet sich eine dünne Scheibe 33
Eine Gegentaktverbindung der Dioden 17 und 18 aus leitendem Material, die am Ende eines mit Ge-
mit dem Ausgang kann mit Hilfe eines ZF-Gegentakt- winde versehenen Stabes aus isolierendem dielek-
transformators 19 durchgeführt werden, wie es in 65 trischem Material aufgehängt ist, der von der Wand 20
F i g. IA dargestellt ist. Bei dieser Anordnung er- ausgeht, derart, daß die Scheibe 33 zwischen der
zeugen gleichgepolte Dioden eine Vereinigung des Dif- Erdungsebene 20 und den Bandleitungen 28 und 29
ferenzprodukts im ZF-Ausgang in Phase und ent- in ihrer Lage eingestellt werden kann.
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Wenn insbesondere die Bandleitung auf jeder Seite Modulator geeignet erscheinen. Zum Beispiel kann
des Spalts eine Impedanz Z0 aufweist, soll der Spalt man beobachten, daß die Beziehungen denjenigen
zusammen mit der Scheibe 33 eine Kapazität eines Richtkopplers oder einer Hybride mit 90°
■, Phasenverschiebung gleichen, abgesehen davon, daß
C = — (1) 5 der Kopplungskoeffizient oder die Energieübertra-
OiXZ0 gung geändert werden können. Somit wird die Energie,
haben, wobei ω die Winkelfrequenz in der Mitte die an den Arml angelegt wird, zwischen den
■des Bandes ist und X das notwendige Verhältnis Armen 2 und 3 entsprechend der Einführung der
der reflektierten Spannung Vr zur übertragenen Span- Scheibe 33 mit einer differentiellen Phasenverschienung
Vt entsprechend der Beziehung 10 bung von im wesentlichen 90° aufgeteilt, wobei
keine Energie am Arm 4 erscheint. Der Energieteiler
Vr _ —jx (2) kann daher bei allen Anwendungen an Stelle von
Vt schwieriger zu handhabenden und nicht einstellbaren
Richtkopplern und Hybriden verwendet werden,
darstellt. Dies zeigt, daß die Phasendifferenz zwischen 15 besonders bei Anordnungen mit Bandleitungen;
dem reflektierten und dem übertragenen Signal ferner kann er benutzt werden, um irgendeinen
theoretisch 90° beträgt und unabhängig von dem gewünschten oder veränderlichen Teil der auf einem
Aufspaltverhältnis ist. Das Aufspaltverhältnis hängt Hauptübertragungsweg sich fortpflanzenden Energie
andererseits von der Spaltkapazität und der Impe- abzutasten oder in einen Hilfsübertragungsweg abzudanz
der Leitung entsprechend Gleichung (1) ab. 20 leiten.
Bei einer speziellen Ausführung, die sich als durch- Eine Abänderung des Energieteilers der F i g. 2
führbar erwiesen hat, ergab sich eine Dicke der dahingehend, daß die Scheibe 33 und der Spalt
Scheibe 33, die vergleichbar mit der Dicke der Band- zwischen den Bandleitungen 28 und 29 näher an
leitungen 28 und 29 war. Die Dicke der Bandleitungen einem Zirkulator als am anderen angeordnet wird,
lag ihrerseits in der Größenordnung von einem 25 hat die Wirkung, daß die hierdurch hervorgebrachte
Dreißigstel der Breite. Weiterhin hatte die Scheibe 33 Reihenkapazität verschoben und die Phasenverschieeinen
Durchmesser in der Größenordnung der Breite bung der durch die Kapazität reflektierten Energie
der Bandleitung. Offensichtlich erhält man eine voll- geändert wird. Dies ist schematisch in F i g. 3 darständige
Energieübertragung, wenn die Scheibe 33 gestellt, bei der die Bezugszahlen, die denjenigen
voll eingeführt ist, so daß sie die Bandleitungen 30 der F i g. 1 entsprechen, zur Bezeichnung entsprechen-28
und 29 berührt und die effektive Kapazität kurz- der Bauteile verwendet werden. Man sieht, daß die
schließt. Die minimale Energieübertragung hängt Abänderung der F i g. 3 darin besteht, daß der
von der Spaltbreite ab. Es wurde beobachtet, daß veränderbare Kondensator 34 von dem elektrischen
eine Übertragung der halben Energie stattfindet, Symmetriemittelpunkt 6 zwischen den Zirkulatoren
wenn der Spalt mit der Dicke der Bandleitung ver- 35 zum Zirkulator 12 hin verschoben ist. Insbesondere
gleichbar ist entsprechend einem Wert voa wird durch das Verschieben des Kondensators 24
um einen gegebenen Bruchteil einer Wellenlänge eine
C _ ·*· Phasenverschiebung, die das Doppelte dieses Bruch-
cuZ0 teils beträgt, von der Energie subtrahiert, die vom
4° Arm α des Zirkulators 12 zum Arm c des Zirkula-
Eine Vergrößerung des Spalts vermindert die Über- tors 12 wandert und dieselbe Phasenverschiebung zu
tragung. Energie addiert, die vom Arm a des Zirkulators 13
Wörtlich genommen geben die Gleichungen (1) zum Arm c dieses Zirkulators wandert. Somit wird
und (2) an, daß für ein festes C das X sich linear durch die Verschiebung des Kondensators um eine
mit der Frequenz ω ändert. Experimentell hat man 45 Achtelwellenlänge vom Punkt 6 weg die Phasenjedoch
festgestellt, daß eine Anordnung mit den verschiebung nachgebildet, die durch eine 180°-
oben angegebenen allgemeinen Abmessungen eine Hybride hervorgebracht wird, wobei gleichzeitig ein
Energieaufspaltung aufweist, die über ein Band von veränderliches Energieteilungsverhältnis bestehen
5 MHz im ^GHz-Nachrichtenübertragungsband im bleibt. Die dem Arm α des Zirkulators 12 zugeführte
wesentlichen konstant ist. Dies stellt eine Arbeits- 5° Energie teilt sich außer Phase in jedem gegebenen
weise dar, die derjenigen von typischen Richtkopplern Verhältnis zwischen dem Arm c des Zirkulators 12
und Hybriden für dieses Band gleichwertig ist. Dies und dem Arm c des Zirkulators 13 auf, wobei keine
bedeutet, daß das C selbst in Gleichung (1), wenn Energie im Arm a des Zirkulators 13 erscheint,
es auf eine erfindungsgemäße Anordnung angewendet Andererseits teilt sich die an den Arm α des Zirkuwird,
nicht eine einfache Funktion darstellt, sondern 55 lators 13 angelegte Energie in Phase in jedem Versich
mit der Frequenz in einer Weise ändert, bei hältnis zwischen dem Arm c des Zirkulators 13 und
der X konstant gehalten wird. Wenn auch eine strenge dem Arm c des Zirkulators 12 auf, wobei keine
Ersatzschaltung nicht gegeben werden kann, so kann Energie am Arm a des Zirkulators 12 erscheint,
doch angenommen werden, daß die Kapazität der F i g. 3 dient ferner dazu, darzulegen, wie diese
leitenden Scheibe 33 tatsächlich über ein bestimmtes 60 Phasen- und Energieteilung dazu benutzt werden
Gebiet verteilt ist und zufällig mit einer solchen kann, um eine neuartige Modulatoranordnung zu
verteilten Induktivität verbunden ist, daß diese zu- erhalten. So werden die gleichgerichteten Ausgänge
sammen ein komplexes Netzwerk mit konstanter der Diodendetektoren 17 und 18 vereinigt, um die
Impedanz bilden. Summen- und Differenzprodukte des Signals der
Die Energie- und Phasenbeziehungen, die sehe- 65 Quelle 7 und des örtlichen Oszillators der Quelle 8
matisch wie in F i g. 2 A dargestellt werden können, zu erzeugen, wie bei den an Hand der F i g. 1 belassen
den erfindungsgemäßen Energieteiler für all- schriebenen Produkten. Zusätzlich bewirkt die Phagemeinere
Anwendungen als der bereits beschriebene senverschiebung des Energieteilers nach F i g. 3, daß
die getrennt gleichgerichteten Komponenten des örtlichen Oszillators 8 außer Phase im Ausgang der
entgegengesetzt gepolten parallelgeschalteten Dioden wie in F i g. 1 vereinigt werden. Um eine Signallöschung
zu erhalten, können gleichgepolte in Gegentakt geschaltete Dioden wie in F i g. 1 A verwendet
werden. Bekanntlich ist bei symmetrischen Modulatoren unter Verwendung herkömmlicher Hybriden
die Signal- oder örtliche Oszillatorlöschung ein wesentlicher Vorteil bei Frequenzwandlern, bei denen
die Modulationssignale in der Frequenz nicht wesentlich verschieden vom gewünschten Produkt sind und
mit herkömmlichen Filtern schwierig zu trennen sind.
F i g. 4 zeigt eine Abänderung der Erfindung der F i g. 2, bei der eine noch größere Beweglichkeit bei
der Phasenänderung erreicht wird. Wie man sieht, besteht die Abänderung darin, daß die benachbarten
Arme der Zirkulatoren nicht durch einen Spalt, sondern durch eine durchlaufende leitende Bandleitung
41 verbunden sind und daß der Stab 42, der die Scheibe 43 auf der Erdungsebene 44 trägt,
nicht aus dielektrischem Material, sondern aus leitendem Material besteht. Die Lage des Stabs 42
auf der Länge der Bandleitung 41 kann z. B. dadurch einstellbar gemacht werden, daß ein langgestreckter
Schlitz 45 in der Erdungsebene 44 vorgesehen wird. Die übrigen Bauteile der F i g. 4 sind identisch mit
denjenigen der F i g. 2.
Die Ausführung der F i g. 1 kann als veränderliche
Kapazität C nach Gleichung (1) angesehen werden, die die benachbarten Zirkulatoren in Reihe
schaltet. Tn gleicher Weise kann die Ausführung der F i g. 4 als veränderliche Kapazität C nach Gleichung
(1) angesehen werden, die an einer veränderlichen Lage auf dem gemeinsamen Arm der benachharten
Zirkulatoren parallel geschaltet ist. Das absolute Verhältnis der Energieteilung zwischen den
Armen 2 und 3, das als Vr und Vt definiert ist, wird dann
VT
40
2X
Es kann wie bei der Ausführung nach F i g. 2 geregelt werden, jedoch kann die Phase dieser Teilung
in einem vollen Bereich von 360° verändert werden.
F i g. 5 zeigt eine spezielle und neuartige Regulatoranordnung, die dadurch möglich wird, daß die
Lage eines veränderlichen Parallelkondensators, der schematisch durch 51 dargestellt ist, vom Mittelpunkt
6 aus um eine Achtehvellenlänge näher zum Zirkulator 52 als zum Zirkulator 53 auf deren leitend
verbundenen Armen b gewählt wird. Da diese Lage des Kondensators eine Phasenverschiebung von 90°
im Vergleich zu einer symmetrischen Lage in der an Hand der F i g. 3 beschriebenen Weise addiert
und subtrahiert, vereinigen sich Komponenten des Signals der Quelle 7 außer Phase im modulierten
Ausgang der in Gegentakt geschalteten gleichgepolten Dioden 17 und 18. Es können entgegengesetzt gepolte,
wie in F i g. 1 parallelgeschaltete Dioden in F i g. 5 verwendet werden, um eine örtliche Oszillatorlöschung
zu erhalten.
Selbstverständlich ändert bei keiner der hier beschriebenen Ausführungen eine Umkehr der Richtung 6
der Zirkulation in einem oder in beiden Zirkulatoren die grundsätzlichen Kopplungseigenschaften, es entsteht
nur eine neue Reihenfolge der Klemmen. Ferner ist selbstverständlich der dargestellte Spalt und/oder
die Scheibe und die hierdurch gebildete Paralleloder Reihenkapazität nur eine Form der reaktiven
Impedanzunstetigkeit, die an einem geeigneten Punkt auf den gekoppelten Armen der benachbarten Zirkulatoren
angeordnet werden kann. Zum Beispiel sind Reihen- und Parallelspulen die Gegenstücke der
Parallel- und Reihenkondensatoren, ferner liefern Festkörpereinrichtungen wie Varactoren eine spannungsveränderliche
Kapazität.
Claims (6)
1. Mikrowellennetzwerk zur beliebigen Aufteilung der Mikrowellenenergie zweier Energiequellen
auf zwei Belastungen mit einem ersten und einem zweiten Zirkulator, die je einen Eingangszweig,
einen zweiten Zweig und einen Ausgangszweig aufweisen, wobei die Energie nacheinander
vom Eingangszweig zum zweiten Zweig und von diesem zum Ausgangszweig zirkuliert und die zweiten Zweige der Zirkulatoren je einen
solchen Wellenwiderstand haben und so ausgerichtet sind, daß sie einen gemeinsamen Zweig
zwischen dem ersten und dem zweiten Zirkulator bilden, mit einer an den Eingangszweig jedes
Zirkulators angeschalteten Energiequelle und mit zwei Belastungen, von denen je eine mit dem
Ausgangszweig eines Zirkulators verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Impedanz (16), die weder einen Kurzschluß noch einen Leerlauf darstellt, derart an den gemeinsamen
Zweig (b) angeschaltet ist, daß die Energie der beiden Energiequellen (7, 8) zwischen den
beiden Belastungen (17, 18) entsprechend dem Verhältnis zwischen der an den gemeinsamen
Zweig angeschalteten Impedanz und dem Wellenwiderstand des gemeinsamen Zweiges geteilt wird.
2. Mikrowellennetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz ein
Kondensator (16) ist, der in Reihe in den gemeinsamen Zweig (b) eingeschaltet ist.
3. Mikrowellennetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz ein
Kondensator (51) ist, der parallel zu dem gemeinsamen Zweig (b) geschaltet ist.
4. Mikrowellennetzwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz
(34, 51) so eingerichtet ist, daß sie entlang dem gemeinsamen Zweig (b) verlagerbar ist.
5. Mikrowellennetzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belastungen Mikrowellendetektoren (17, 18) sind, die so ausgelegt sind, daß sie die geteilte
Energie der beiden Energiequellen (7, 8) zu einem Summen- und Differenzprodukt kombinieren.
6. Mikrowellennetzwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellendetektoren
(17, 18), die unsymmetrisch leiten, so gepolt sind und eine Kopplungseinrichtung (19),
die mit den Mikrowellendetektoren verbunden ist, so eingerichtet ist, daß Kombinationen der
Summen- und Differenzprodukte in Abhängigkeit von der Polung der Mikrowellendetektoren vereinigt
werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY 009 53?'321
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Patent Citations (1)
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