EP0351514A2 - Waveguide twist - Google Patents
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- EP0351514A2 EP0351514A2 EP89108556A EP89108556A EP0351514A2 EP 0351514 A2 EP0351514 A2 EP 0351514A2 EP 89108556 A EP89108556 A EP 89108556A EP 89108556 A EP89108556 A EP 89108556A EP 0351514 A2 EP0351514 A2 EP 0351514A2
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- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/02—Bends; Corners; Twists
Definitions
- the invention relates to a waveguide twist according to the preamble of claim 1.
- the straight waveguide is the basic element in waveguide technology.
- the corner is chamfered to reduce the adjustment error.
- manifolds are used with a continuous curvature and a constant cross-section.
- the curvature usually 90 °, can be carried out in the direction of the electrical field lines (E-bend), i.e. in the case of the rectangular hollow line over the broad side, or in the direction of the magnetic field lines (H-bend), i.e. in the case of rectangular hollow line in the direction of the narrow side.
- the waveguide provided with a rectangular cross section can also be twisted helically as a whole about its longitudinal axis in order to change the polarization plane by 90 °, as is described, for example, in DE-PS 976 910.
- polarizing switches are known for example from DE 33 45 689 Al, DE 30 10 360 C2 and GB-PS 1 591 719.
- These broadband polarization switches are used to separate orthogonally linearly polarized electromagnetic waves.
- a waveguide section on the input side has a rectangular or square cross-section with two coupling windows lying laterally opposite one another, from which rectangular waveguide arms branch off and open into a common broadband branch with the inclusion of elbows.
- polarization switches are used that are completely implemented in waveguide technology, they are always based on the same principle. They consist of a round or square waveguide to which two or more waveguides are connected. Two main wave types with mutually perpendicular polarization planes can be propagated in the square or round waveguide and are coupled separately from one another into one or more rectangular waveguides assigned only to one polarization.
- This functional principle can be implemented in a simple version with a polarization switch in such a way that square waveguides are provided for the transmission of two waves with polarization planes oriented perpendicular to one another.
- a transverse short circuit is arranged in it and, on the opposite side of the waveguide section with a square cross section, a longitudinal coupling window, that is to say in the propagation direction, in which the electromagnetic wave is coupled out with the polarization plane lying in the plane of the coupling window.
- this electromagnetic wave can only be deflected by 90 ° in such a way that the direction of propagation of the two waves, which are now each separated on a waveguide branch, takes place parallel to one another.
- a corresponding waveguide polarization switch therefore comprises on one connection side the two polarization gates one above the other for the two waveguide branches, in which the two separate electromagnetic waves are transmitted. Even if, by arranging an H-bend after the coupling window, the direction of propagation of the two coupled waves is brought into line and the connections of the two switch outputs can lie in one plane, it remains to be determined that the orientation of the two connecting waveguides is perpendicular to each other. Because of the way of coupling, the two polarizations spread separately in different waveguides in the same direction, but their orientation in space is still perpendicular to each other.
- microwave converters are to be connected downstream, as is required in satellite technology, then these must also be aligned with the polarization lying perpendicular to one another, which is not always desirable from a constructional point of view is when the microwave converters are rectangular in cross-section and thus take up more space.
- a so-called "twist” d h it would also be conceivable for a so-called "twist” d h. So a so-called "waveguide twist" is ordered. However, this would lead to an axial extension of the required installation space, since then, for example, a microwave converter could only be installed offset by the installation length of the so-called "twist".
- the present invention indeed enables the possibility of a rotation of the polarization plane by, for example, 90 ° in an astonishing manner with the smallest installation space. This is made possible by the way in which one waveguide branch is coupled to the other, so that the electromagnetic waves in one polarization plane are coupled into the other waveguide branch by rotating their polarization plane by 90 °.
- the principle according to the invention can be used not only with the shaft types H10 and H01, that is to say with square or rectangular waveguides in cross section, but also with waveguides with round waves in cross section with the shaft types H11 and H11.
- the waveguides can also be provided with discontinuities.
- Fig. 1 is a rectangular first waveguide 1 for example for the transmission of a linearly polarized electromagnetic table wave shown type H10.
- a coupling window 5 is provided, the height of which generally corresponds to the broad side of the waveguide 1. In practice, however, the height of the coupling window 5 will generally be up to approximately 10% less than the broad side of the waveguide 1.
- the narrow side of the coupling window 5 is only half the length of its length.
- an example of the magnetic field line 7 is shown in FIG. 1 in front of the waveguide 1.
- the direction of propagation is changed by 90 ° to the vertical without changing the polarization plane.
- a second waveguide 13 is arranged above the first waveguide 1.
- the second waveguide 13 is parallel to the waveguide 1, in such a way that the two coupling windows 5 lie one on top of the other.
- the coupling window 5 in the second waveguide 13 z3 was also arranged in its longitudinal direction, but off-center to the longitudinal axis.
- the longitudinal or broad sides of the waveguide 13 to the first waveguide 1 are reversed by 90 °, so that in the waveguide 13, for example, an electromagnetic wave of the type H 1 can be excited.
- the electromagnetic field lines 7 shown in FIG. 1 are coupled onto the second waveguide 13 via the coupling window 5 in such a way that magnetic field lines 15 are excited there. This is only achieved by the eccentric arrangement of the coupling window 5 with respect to the second waveguide 13. Because in the coupling window the magnetic field lines are rectified, so that an electromagnetic wave is excited in the second waveguide 13 due to the specific geometry, the polarization plane of which is 90 ° to the incoming electromagnetic wave Wave in the first waveguide 1 is twisted.
- This basic principle can also be implemented in the case of a waveguide polarization oak as illustrated schematically in FIG. 2.
- Fig. 2 differs from Fig. 1 in that instead of the first waveguide 1, a waveguide with a square cross section for transmitting two main electromagnetic waves with mutually perpendicular polarization planes, i.e. for example, transmission of a H10 and H01 wave is used. Below the also in this embodiment running in the longitudinal direction centrally arranged coupling window 5, a short circuit 9 'is arranged instead of an H-angle or H-bend.
- this short circuit 9 is the same, however, because the electromagnetic wave with the polarization plane extending in the vertical longitudinal direction to the plane of the coupling window 5, in the exemplary embodiment shown thus the H01 wave via the coupling window 5 in the upper waveguide section 13 while rotating the Polarization plane can be coupled through 90 ° as explained in FIG. 1.
- the short circuit 91 which is arranged approximately centrally but opposite the coupling window in the first waveguide 1, only the electromagnetic wave with parallel alignment to the short circuit, that is to say in the exemplary embodiment shown, the H10 wave is transmitted into the subsequent waveguide branch 17.
- the linearly polarized, mutually perpendicular electromagnetic waves transmitted in the first waveguide 1 have now been split onto the two waveguide branches 13 and 17 in such a way that the two polarization planes are parallel to one another.
- the coupling window is on the same upper side of the waveguide branch 17 usually an upper short-circuit bridge 911 to achieve better decoupling.
- the invention has been explained, inter alia, for a waveguide polarization switch using a square waveguide with two rectangular waveguide connections.
- the principle of operation also applies in general to a round waveguide to which two or more rectangular waveguides are connected.
- Two main wave types with mutually perpendicular polarization planes can be propagated in a square or round waveguide, which can be coupled separately from one another into one or more rectangular waveguides assigned only one polarization.
- the shaft types H11 and H11 can be carried over.
- the waveguides can be provided with discontinuities for the purpose of adaptation, which can also be formed in the side walls transverse to the coupling window.
- the first waveguide 1 is also square.
- the one linearly polarized waveguide wave type does not propagate in the extended axial direction to the waveguide 1, but is coupled out via a separate coupling-out window 5 ', which runs centrally in the longitudinal direction on the one in FIG. 4 shown left side wall of the waveguide 1 is introduced. This is followed by an angle 27 for reversing the direction.
- the decoupling of the second linearly polarized and perpendicular to the first wave type wave type according to the invention takes place via the coupling window 5 in FIG. 4 on the opposite right side of the waveguide 1, which is attached there eccentrically in the waveguide 1, as can be seen particularly in FIG. 5 is.
- the second type of waveguide wave is decoupled while rotating the plane of polarization and also reversed in the direction by a subsequent angle 25.
- a short circuit 9' is attached.
- a waveguide termination 31 is provided at the end of the direction of propagation to the waveguide 1.
- the rectangular waveguide emanating from the waveguide 1 to the coupling or decoupling window 5 or 5 ' are aligned with one another with their narrow sides
- those after the coupling window 5 continuous waveguide branches 13 and 17 are aligned with one another with their broad side.
- the two polarization gates 19 and 21 belonging to the two waveguide branches 13 and 17 can lie in a common plane.
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Hohlleiter-Twist nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a waveguide twist according to the preamble of claim 1.
Der gerade Hohlleiter ist das Grundelement in der Hohlleitertechnik. Zur Richtungsänderung von Hohlleitungen wer den beispielsweise Leitungskrümmer und Leitungswinkel verwendet. Bei Winkelstücken wird die Ecke abgeschrägt zur Verringerung des Anpassungsfehlers. Meist werden Krümmer verwendet mit kontinuierlich verlaufender Krümmung und gleichbleibendem Querschnitt. Die Krümmung, meist 90°, läßt sich in Richtung der elektrischen Feldlinien (E-Krümmer), also bei der Rechteckhohlleitung über die Breitseite, oder in Richtung der magnetischen Feldlinien (H-Krümmer), also bei Rechteckhohlleitung in Richtung der Schmalseite vornehmen.The straight waveguide is the basic element in waveguide technology. To change the direction of hollow pipes who used the pipe elbow and pipe angle, for example. In the case of contra-angles, the corner is chamfered to reduce the adjustment error. Usually manifolds are used with a continuous curvature and a constant cross-section. The curvature, usually 90 °, can be carried out in the direction of the electrical field lines (E-bend), i.e. in the case of the rectangular hollow line over the broad side, or in the direction of the magnetic field lines (H-bend), i.e. in the case of rectangular hollow line in the direction of the narrow side.
Soll beispielsweise in Ausbreitrichtung die Polarisationsebene um einen geringen Winkel verdreht werden, so können, wie z. B. in der DE 27 48 956 A1 beschrieben, zwei zu verbindende Rechteckhohlleitungen bei gering bleibendem Anpassungsfehler um diesen kleinen Winkel gegeneinander verdreht werden, wobei natürlich keine Öffnung entstehen darf. Bei größerem erforderlichen Verdrehungswinkel zur Drehung der Polarisationsrichtung, meist 90°, verwendet man stetig um ihre Achse verwundene Reckeckhohlleitungen, sog. Hohlleiterverdrehungen. Daraus wird aber auch ersichtlich, daß derartige Hohlleiterverdrehungen natürlich eine nicht unwesentliche axiale Baulänge erfordern.For example, if the plane of polarization is to be rotated by a small angle in the direction of propagation, As described in
Natürlich kann auch der mit einem Reckteckquerschnitt versehene Hohlleiter als ganzes um seine Längsachse schraubenförmig verwunden sein, um die Polarisationsebene um 90° zu ändern, wie dies beispielsweise in der DE-PS 976 910 beschrieben ist.Of course, the waveguide provided with a rectangular cross section can also be twisted helically as a whole about its longitudinal axis in order to change the polarization plane by 90 °, as is described, for example, in DE-PS 976 910.
Die eingangs genannten Richtungsänderungen von Hohlleitern haben Bedeutung z. B. bei der Umsetzung einer Polarisationsweiche. Derartige Polarisationsweichen sind beispielsweise aus der DE 33 45 689 Al, der DE 30 10 360 C₂ und der GB-PS 1 591 719 bekannt. Diese Breitband-Polarisationsweichen dienen zur Trennung von orthogonal linear polarisierten elektromagnetischen Wellen. So besitzt beispielsweise ein eingangsseitiger Hohlleiterabschnitt rechteckigen oder quadratischen Querschnitt mit zwei seitlich einander gegenüberliegenden Koppelfenstern, von denen rechteckige Hohlleiterarme abzweigen und unter Einschaltung von Krümmern in eine gemeinsame Breitbandverzweigung einmünden.The changes in direction of waveguides mentioned at the outset have meaning, for. B. in the implementation of a polarizing switch. Such polarization switches are known for example from DE 33 45 689 Al, DE 30 10 360 C₂ and GB-PS 1 591 719. These broadband polarization switches are used to separate orthogonally linearly polarized electromagnetic waves. For example, a waveguide section on the input side has a rectangular or square cross-section with two coupling windows lying laterally opposite one another, from which rectangular waveguide arms branch off and open into a common broadband branch with the inclusion of elbows.
Sofern es sich also um Polarisationsweichen handelt, die vollständig in Hohlleitertechnik ausgeführt sind, liegt ihnen im wesentlichen immer das gleiche Prinzip zugrunde. Sie bestehen aus einem runden oder quadratischen Hohlleiter, an dem zwei oder auch mehrere Hohlleiter angeschaltet sind. In dem quadratischen oder runden Hohlleiter sind zwei Hauptwellentypen mit senkrecht zueinanderliegenden Polarisationsebenen ausbreitungsfähig, die getrennt voneinander in einen oder mehreren nur einer Polarisation zugeordneten Rechteckhohlleiter verkoppelt werden.If polarization switches are used that are completely implemented in waveguide technology, they are always based on the same principle. They consist of a round or square waveguide to which two or more waveguides are connected. Two main wave types with mutually perpendicular polarization planes can be propagated in the square or round waveguide and are coupled separately from one another into one or more rectangular waveguides assigned only to one polarization.
Dieses Funktionsprinzip kann in einfacher Ausführung bei einer Polarisationsweiche dahingehend umgesetzt werden, daß zur Übertragung zweier Wellen mit senkrecht zueinander ausgerichteten Polarisationsebenen im Querschnitt quadratischer Hohlleiter vorgesehen ist. Zur Auskopplung der einen Polarisationsebene ist in ihm ein querverlaufender Kurzschluß und auf der gegenüberliegenden Seite des zum Querschnitt quadratischen Hohlleiterabschnittes ein in Längsrichtung, d.h. in Ausbreitrichtung verlaufendes rechteckförmiges Koppelfenster angeordnet, in welchem die elektromagnetische Welle mit der in der Ebene des Koppelfensters liegenden Polarisationsebene ausgekoppelt wird. Über einen hier angesetzten Krümmer bzw. einen Winkel kann diese elektromagnetische Welle nurmehr um 90° so umgelenkt werden, daß die Ausbreitrichtung der beiden nunmehr auf jeweils einen Hohlleiterzweig getrennten Wellen parallel zueinander erfolgt. Eine entsprechende Hohlleiterpolarisationsweiche umfaßt des halb an einer Anschlußseite die übereinanderliegenden beiden Polarisationstore für die beiden Hohlleiterzweige, in denen die beiden getrennten elektromagnetischen Wellen übertragen werden. Auch wenn also durch Anordnung eines H-Krümmers nach dem Koppelfenster die Ausbreitrichtung der beiden ausgekoppelten Wellen in Übereinstimmung gebracht werden und die Anschlüsse der beiden Weichenausgänge in einer Ebene liegen können, so bleibt gleichwohl festzustellen, daß die Orientierung der beiden Anschlußhohlleiter senkrecht zueinander liegen. Es breiten sich also durch die Art und Weise der Ankopplung die beiden Polarisationen getrennt voneinander in verschiedenen Hohlleitern in derselben Richtung aus, ihre Orientierung aber im Raum ist immer noch senkrecht zueinander. Sollen hier beispielsweise wie in der Satellitentechnik erforderlich Mikrowellenkonverter nachgeschaltet werden, so müssen auch diese in entsprechender Anpassung an die senkrecht zueinander liegende Polarisation ausgerichtet werden, was bautechnisch immer dann nicht erwünscht ist, wenn auch die Mikrowellenkonverter im Querschnitt Rechteckform aufweisen und damit größeren Raum beanspruchen. Es wäre aber auch grundsätzlich denkbar, daß zumindest bei einem der beiden Hohlleiterzweige ein sogenannter "Twist" d h. also eine sogenannte "Hohlleiterverdrehung" nach geordnet ist. Dies würde aber zu einer axialen Verlängerung des erforderlichen Bauraumes führen, da dann beispielsweise ein Mikrowellenkonverter erst um die Baulänge des sogenannten "Twist" versetzt angebaut werden könnte.This functional principle can be implemented in a simple version with a polarization switch in such a way that square waveguides are provided for the transmission of two waves with polarization planes oriented perpendicular to one another. To decouple the one polarization plane, a transverse short circuit is arranged in it and, on the opposite side of the waveguide section with a square cross section, a longitudinal coupling window, that is to say in the propagation direction, in which the electromagnetic wave is coupled out with the polarization plane lying in the plane of the coupling window. Via an elbow or an angle attached here, this electromagnetic wave can only be deflected by 90 ° in such a way that the direction of propagation of the two waves, which are now each separated on a waveguide branch, takes place parallel to one another. A corresponding waveguide polarization switch therefore comprises on one connection side the two polarization gates one above the other for the two waveguide branches, in which the two separate electromagnetic waves are transmitted. Even if, by arranging an H-bend after the coupling window, the direction of propagation of the two coupled waves is brought into line and the connections of the two switch outputs can lie in one plane, it remains to be determined that the orientation of the two connecting waveguides is perpendicular to each other. Because of the way of coupling, the two polarizations spread separately in different waveguides in the same direction, but their orientation in space is still perpendicular to each other. If, for example, microwave converters are to be connected downstream, as is required in satellite technology, then these must also be aligned with the polarization lying perpendicular to one another, which is not always desirable from a constructional point of view is when the microwave converters are rectangular in cross-section and thus take up more space. In principle, however, it would also be conceivable for a so-called "twist" d h. So a so-called "waveguide twist" is ordered. However, this would lead to an axial extension of the required installation space, since then, for example, a microwave converter could only be installed offset by the installation length of the so-called "twist".
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, einen Hohlleiter-Twist insbesondere für eine Hohlleiter-Polarisationsweiche zu schaffen, um bei geringstem beanspruchten Bauraum die Möglichkeit einer Polarisationsebenen-Verdrehung um 90° zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide a waveguide twist, in particular for a waveguide polarization switch, in order to create the possibility of a polarization plane twist by 90 ° with the smallest space requirement.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die vorliegende Erfindung wird in der Tat auf verblüffende Art und Weise bei geringstem Bauraum die Möglichkeit einer Polarisationsebenen-Verdrehung um beispielsweise 90° ermöglicht. Dies wird durch die Art und Weise der Ankopplung eines Hohlleiterzweiges an den anderen ermöglicht, so daß die elektromagnetischen Wellen in der einen Polarisationsebene durch Drehung ihrer Polarisationsebene um 90° in den anderen Hohlleiterzweig überkoppelt werden.The present invention indeed enables the possibility of a rotation of the polarization plane by, for example, 90 ° in an astonishing manner with the smallest installation space. This is made possible by the way in which one waveguide branch is coupled to the other, so that the electromagnetic waves in one polarization plane are coupled into the other waveguide branch by rotating their polarization plane by 90 °.
Bei Anwendung des Prinzips auf eine Hohlleiter-Polarisationsweiche führt dies dazu, daß beispielsweise ein Hohlleiterabschnitt zur Übertragung zweier Hauptwellentypen H₁₀ und H₀₁ mit zwei senkrecht zueinander liegenden Polarisationsebenen mit einem rechteckförmigen Koppelfenster versehen ist, so daß nach Überkopplung der einen Polarisationsebene in einen nachfolgenden Hohlleiterzweig die überkoppelte Polarisationsebene um 90° so gedreht wird, daß die Polarisationsebene in dem dem Koppelfenster nachgeordneten sowie dem Kurzschluß nachgeordneten Hohlleiterzweig parallel zueinanderliegen.When applying the principle to a waveguide polarization switch, this leads to the fact that, for example, a waveguide section for transmitting two main wave types H 1 and H 1 with two mutually perpendicular polarization planes is provided with a rectangular coupling window, so that after coupling one polarization plane into a subsequent waveguide branch, the coupled polarization plane is rotated by 90 ° in such a way that the polarization plane lies parallel to one another in the waveguide branch downstream of the coupling window and downstream of the short circuit.
Das erfindungsgemäße Prinzip kann nicht nur bei den Wellentypen H₁₀ und H₀₁, also bei im Querschnitt quadratischen bzw. rechteckförmigen Hohlleitern, sondern auch bei im Querschnitt runden Hohlleitern mit den Wellentypen H₁₁ und H₁₁ verwendet werden.The principle according to the invention can be used not only with the shaft types H₁₀ and H₀₁, that is to say with square or rectangular waveguides in cross section, but also with waveguides with round waves in cross section with the shaft types H₁₁ and H₁₁.
Zum Zweck der Anpassung können die Hohlleiter schließlich auch noch mit Diskontinuitäten versehen werden.Finally, for the purpose of adaptation, the waveguides can also be provided with discontinuities.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im einzelnen
- Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eines Hohlleiter-Polarisationsdrehers in schematischer perspektivischer Darstellung; und
- Fig. 2 : ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung im Falle einer Hohlleiter-Polarisationsweiche.
- Fig. 3 : eine rückwärtige Ansicht der Darstellung gem. Fig. 2.
- Fig. 4 und 5 : eine Querschnittsdarstellung und eine rückwärtige Ansicht einer abgewandelten Polarisationsweiche.
- Fig. 1: a first embodiment of the invention of a waveguide polarization rotator in a schematic perspective view; and
- Fig. 2: another embodiment of the invention in perspective in the case of a waveguide polarization switch.
- Fig. 3: a rear view of the representation acc. Fig. 2.
- 4 and 5: a cross-sectional view and a rear view of a modified polarization switch.
In Fig. 1 ist ein rechteckförmiger erster Hohlleiter 1 beispielsweise zur Übertragung einer linear polarisierten elektromagne tischen Welle vom Typ H₁₀ gezeigt. Am Ende des Hohlleiters 1 mittig in Längsrichtung auf der Schmalseite 3 verlaufend ist ein Koppelfenster 5 vorgesehen, dessen Höhe in der Regel der Breitseite des Hohlleiters 1 entspricht. In der Praxis wird aber die Höhe des Koppelfensters 5 in der Regel bis etwa 10% geringer als die Breitseite des Hohlleiters 1 ausfallen. Die Schmalseite des Koppelfensters 5 ist etwa nur halb so groß wie dessen Länge. Vor dem Hohlleiter 1 ist in Fig. 1 im Prinzip ein Beispiel für die magnetische Feldlinie 7 gezeigt.In Fig. 1 is a rectangular first waveguide 1 for example for the transmission of a linearly polarized electromagnetic table wave shown type H₁₀. At the end of the waveguide 1 running centrally in the longitudinal direction on the
Über einen am Ende des Hohlleiters 1 angeordneten Hohlleiter-Winkel 9 wird ohne Veränderung der Polarisationsebene die Ausbreitrichtung um 90° zur Vertikalen verändert.Via a
Über dem ersten Hohlleiter 1 ist ein zweiter Hohlleiter 13 angeordnet. Der zweite Hohlleiter 13 liegt in Parallellage zum Hohlleiter 1, und zwar so, daß die beiden Koppelfenster 5 in Deckung aufeinanderliegen. Allerdings ist das Koppelfenster 5 im zweiten Hohlleiter 13 z3war auch in dessen Längsrichtung, aber zur Längsachse außermittig angeordnet. Zudem sind die Längs- bzw. Breitseiten des Hohlleiters 13 zum ersten Hohlleiter 1 um 90° vertauscht, so daß im Hohlleiter 13 beispielsweise eine elektromagnetische Welle des Typs H₁₀ angeregt werden kann.A
Durch diese Anordnung werden die in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Feldlinien 7 so auf den zweiten Hohlleiter 13 über das Koppelfenster 5 überkoppelt, daß dort magnetische Feldlinien 15 angeregt werden. Dies wird nur durch die außermittige Anordnung des Koppelfensters 5 bezüglich des zweiten Hohlleiters 13 realisiert. Denn im Koppelfenster sind die magnetischen Feldlinien gleichgerichtet, so daß hierüber im zweiten Hohlleiter 13 auf Grund der spezifischen Geometrie eine elektromagnetische Welle angeregt wird, deren Polarisationsebene 90° zur einlaufenden elektromagnetischen Welle im ersten Hohlleiter 1 verdreht ist. Dieses Grundprinzip kann auch bei einer Hohlleiter-Polarisationseiche wie schematisch in Fig. 2 erläutert umgesetzt werden.With this arrangement, the
Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß anstelle des ersten Hohlleiters 1 ein Hohlleiter mit quadratischem Querschnitt zur Übertragung zweier elektromagnetischer Hauptwellen mit senkrecht zueinander ausgerichteten Polarisationsebenen, d.h. beispielsweise Übertragung einer H₁₀ und H₀₁-Welle verwandt wird. Unterhalb des auch in diesem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung verlaufenden mittig angeordneten Koppelfensters 5 ist anstelle eines H-Winkels oder H-Krümmers ein Kurzschluß 9′ angeordnet. Die Funktion dieses Kurzschlusses 9′ ist aber die gleiche, denn hierüber soll die elektromagnetische Welle mit der in vertikaler Längsrichtung zur Ebene des Koppelfensters 5 verlaufenden Polarisationsebene, im gezeigten Ausführungsbeispiel also die H₀₁-Welle über das Koppelfenster 5 in den oberen Hohlleiterabschnitt 13 unter Drehung der Polarisationsebene um 90° wie in Fig. 1 erläutert überkoppelt werden.Fig. 2 differs from Fig. 1 in that instead of the first waveguide 1, a waveguide with a square cross section for transmitting two main electromagnetic waves with mutually perpendicular polarization planes, i.e. for example, transmission of a H₁₀ and H₀₁ wave is used. Below the also in this embodiment running in the longitudinal direction centrally arranged
Hinter dem Kurzschluß 91, der im ersten Hohlleiter 1 etwa mittig aber gegenüberliegend zum Koppelfenster angeordnet ist, wird lediglich die elektromagnetische Welle mit Parallelausrichtung zum Kurzschluß, im gezeigten Ausführungsbeispiel also die H₁₀-Welle in den nachfolgenden Hohlleiterzweig 17 übertragen.Behind the short circuit 91, which is arranged approximately centrally but opposite the coupling window in the first waveguide 1, only the electromagnetic wave with parallel alignment to the short circuit, that is to say in the exemplary embodiment shown, the H₁₀ wave is transmitted into the
Auf Grund dieser Anordnung sind nunmehr die in dem ersten Hohlleiter 1 übertragenen linear polarisierten, senkrecht aufeinanderstehenden elektromagnetischen Wellen auf die beiden Hohlleiterzweige 13 und 17 aufgespalten worden, und zwar derart, daß die beiden Polarisationsebenen parallel zueinander liegen. Dem Koppelfenster nachgeordnet ist auf der gleichen oberen Seite des Hohlleiterzweiges 17 meist noch eine obere Kurzschlußbrücke 911 um eine bessere Entkopplung zu erzielen.Because of this arrangement, the linearly polarized, mutually perpendicular electromagnetic waves transmitted in the first waveguide 1 have now been split onto the two
In der Praxis hat dies zur Folge, daß an der Hohlleiter-Polarisationsweiche ausgangsseitig übereinanderliegend zwei Polarisationstore 19 und 21 in einer gemeinsamen Ebene 23 liegend gebildet werden, an denen beispielsweise nunmehr jeweils ein Mikrowellenkonverter mit gleicher Baulänge und gleicher paralleler Ausrichtung zueinander angebaut werden kann. Beide Polarisationstore sind nur leicht seitlich versetzt.In practice, this has the result that on the output side of the waveguide polarization switch, two
Die Erfindung ist unter anderem für eine Hohlleiter-Polarisationsweiche anhand eines quadratischen Hohlleiters mit zwei Rechteckhohlleiteranschlüssen erläutert worden. Das Funktionsprinzip gilt allgemein aber auch bei einem runden Hohlleiter, an den zwei oder auch mehrere Rechteckhohlleiter angeschaltet sind. In einem quadratischen oder runden Hohlleiter sind zwei Hauptwellentypen mit senkrecht zueinanderliegenden Polarisationsebenen ausbreitungsfähig, die getrennt voneinander in einen oder mehrere nur eine Polarisation zugeordneten Rechteckhohlleiter überkoppelt werden können.The invention has been explained, inter alia, for a waveguide polarization switch using a square waveguide with two rectangular waveguide connections. The principle of operation also applies in general to a round waveguide to which two or more rectangular waveguides are connected. Two main wave types with mutually perpendicular polarization planes can be propagated in a square or round waveguide, which can be coupled separately from one another into one or more rectangular waveguides assigned only one polarization.
Durch Ersetzung eines quadratischen Hohlleiters durch einen runden Hohlleiter können die Wellentypen H₁₁ und H₁₁ über tragen werden.By replacing a square waveguide with a round waveguide, the shaft types H₁₁ and H₁₁ can be carried over.
Schließlich wird noch angemerkt, daß die Hohlleiter mit Diskontinuitäten zum Zwecke der Anpassung versehen werden können, die auch in den Seitenwänden quer zum Koppelfenster ausgebildet sein können.Finally, it is noted that the waveguides can be provided with discontinuities for the purpose of adaptation, which can also be formed in the side walls transverse to the coupling window.
Nachfolgend wird noch auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Polarisationsweiche gemäß den Figuren 4 und 5 Bezug genommen.In the following, reference is made to a modified exemplary embodiment of a polarization switch according to FIGS. 4 and 5.
Bei dieser Polarisationsweiche ist der erste Hohlleiter 1 ebenfalls quadratisch ausgebildet. Der eine linear polarisierte Hohlleiter-Wellentyp breitet sich aber im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 nicht in verlängerter Axialrichtung zum Hohlleiter 1 aus, sondern wird über ein separates Auskoppelfenster 5′ ausgekoppelt, welches mittig in Längsrichtung verlaufend an der in Fig. 4 gezeigten linken Seitenwand des Hohlleiters 1 eingebracht ist. Daran schließt sich zur Richtungsumkehrung ein Winkel 27 an.In this polarization switch, the first waveguide 1 is also square. In contrast to the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the one linearly polarized waveguide wave type does not propagate in the extended axial direction to the waveguide 1, but is coupled out via a separate coupling-out window 5 ', which runs centrally in the longitudinal direction on the one in FIG. 4 shown left side wall of the waveguide 1 is introduced. This is followed by an
Die erfindungsgemäße Auskopplung des zweiten linear polarisierten und senkrecht zum ersten Wellentyp stehenden Wellentyps erfolgt über das in Fig. 4 auf der gegenüberliegenden rechten Seite des Hohlleiters 1 eingebrachte Koppelfenster 5, welches dort außermittig im Hohlleiter 1 angebracht ist, wie dies insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist. Dort wird unter Verdrehung der Polarisationsebene der zweite Hohlleiterwellentyp ausgekoppelt und ebenfalls durch einen nachfolgenden Winkel 25 in der Richtung umgekehrt. Jeweils gegenüberliegend zum Auskoppelfenster 5′ bzw. zum Koppelfenster 5 ist ein Kurzschluß 9′ angebracht. Am Ende der Ausbreitrichtung zum Hohlleiter 1 ist ein Hohlleiterabschluß 31 vorgesehen.The decoupling of the second linearly polarized and perpendicular to the first wave type wave type according to the invention takes place via the
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 2 und 3 sind die vom Hohlleiter 1 an den Koppel- bzw. Auskoppelfenster 5 bzw. 5′ ausgehenden Rechteckhohlleiter mit ihrer Schmalseite jeweils aufeinanderzuliegend ausgerichtet, wohingegen beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 die nach dem Koppelfenster 5 weiterverlaufenden Hohlleiterzweige 13 und 17 mit ihrer Breitseite aufeinander zu ausgerichtet sind. Aber auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 können die beiden zu den beiden Hohlleiterzweigen 13 und 17 gehörenden Polarisationstore 19 und 21 in einer gemeinsamen Ebene liegen.In contrast to the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the rectangular waveguide emanating from the waveguide 1 to the coupling or
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