DE1591662C

DE1591662C - Broadband multi-hole waveguide coupling coupler

Info

Publication number: DE1591662C
Authority: DE
Inventors: Dieter 7150 Backnang Ramonat
Original assignee: Telefunken Patentverwertungsge Seilschaft mbH, 7900 Ulm
Publication date: 1971-09-02

Description

Die Erfindung geht aus von" einem breitbandigeri abschnitte längs einer ihrer Breitseiten bilden, ist Viellochhohlleiterrichtungskoppler, der eine große .mit 5 bezeichnet.. In dieser gemeinsamen Wand sind Kopplung, z. B. 3 db, mit kleinem Frequenzgang der zwei Reihen von Kdppellöchern angeordnet, die par-Kopplung im Frequenzbereich aufweist und bei dem allel "zur Hohlleiterlängsrichtung verlaufen und einen zwei Rechteckhohlleiterabschnitte über eine Breit- 5 gegenseitigen Abstand b von λ_Η/4 aufweisen. Die seite miteinander gekoppelt sind, wobei in dieser Hohlleiterbreitseite ist mit α bezeichnet, die. Wandgemeinsamen Wand zwei symmetrisch zur Hohl- stärke der Hohlleiterabschnitte sei c. In der Koppelleiterlängsachse verlaufende Reihen von Koppel- zone ist die Wandstärke der beiden Hohlleiterlöchern mit einem gegenseitigen Abstand von einer abschnitte gemeinsame Wand 5 abweichend von der viertel Wellenlänge angeordnet.sind. . io bisher üblichen Praxis wesentlich geringer gewähltThe invention is based on "forming a broadband section along one of its broad sides, is a multi-hole waveguide directional coupler, which denotes a large .mit 5. Couplings, e.g. 3 dB, with a small frequency response of the two rows of coupling holes are arranged in this common wall , which has par coupling in the frequency range and where the allele "extend to the longitudinal direction of the waveguide and have two rectangular waveguide sections over a wide 5 mutual spacing b of λ _Η / 4 . The side are coupled to each other, in this waveguide broadside is denoted by α , the. Common wall two symmetrical to the hollow thickness of the waveguide sections is c. Rows of coupling zones running in the longitudinal axis of the coupling conductor, the wall thickness of the two waveguide holes are arranged at a mutual distance from a wall 5 that is common to sections, deviating from a quarter wavelength. . io previously usual practice chosen to be much lower

Es sind zahlreiche Viellochkoppler bekanntgewor- beim Ausführungsbeispiel als die normale Hohlleiterden, bei denen die- Koppelöffnungen mit rundem, Wandstärke c. Die beiden Koppellochreihen bestehen rechteckigem,· ovalem oder hanteiförmigem Quer- aus mehreren Koppellöcheni und sind so angeordnet, schnitt ausgebildet sind. Ferner sind .kreuz- und daß die Koppellöcher der linken und der rechten rosettenförmige Koppellöcher bekannt. Die erwähn- 15 Reihe sich jeweils gegenüberstehen. In der linken ten Koppellöcher werden hierbei ein- oder mehr_r Lochreihe sind fünf Koppellpcher mit 8, 9, 10, 11 reihig angeordnet. Bei den bekannten Kopplern sind . und 12 bezeichnet, die entsprechenden Koppellöcher die Koppellöcher klein gegenüber der Wellenlänge. der rechten Reihe sind mit 13, 14, 15, 16 und .17 Der Abstand zwischen zwei in einer Reihe aufein- bezeichnet. Gegen das Ende der Koppelzone hinsind anderfolgenden Koppellpcher beträgt λ«/4, wobei ao die letzten vier Koppellöcher in an sich bekannter mit λ_Η die Hohlleiterwellenlänge bezeichnet wird. So Weise kleiner ausgebildet, die beiden Koppellöcher 8 ist beispielsweise durch die Patentschrift Nr. 28126 und 13 hingegen weisen normale Größe auf.
des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost- Die Form des Koppelloches ist T-förmig, d. h.,There are numerous multi-hole couplers known Gewor- in the embodiment than the normal waveguide, in which the coupling openings with round, wall thickness c. The two rows of coupling holes consist of a rectangular, oval or dumbbell-shaped cross-section of several coupling holes and are arranged in such a way that they are cut. Furthermore, cross and that the coupling holes of the left and right rosette-shaped coupling holes are known. The rows mentioned face each other. In the left th coupling _{holes one or more rows of r} holes are five coupling holes with 8, 9, 10, 11 arranged in a row. The known couplers are. and 12 denotes, the corresponding coupling holes, the coupling holes small compared to the wavelength. in the right row are denoted by 13, 14, 15, 16 and .17 The distance between two in a row. Towards the end of the coupling zone, the other coupling holes are λ «/ 4, the last four coupling holes being referred to as _{λ Η,} the waveguide wavelength, which is known per se. Thus designed to be smaller, the two coupling holes 8 is, for example, by the patent no. 28126 and 13, however, have normal size.
of the Office for Inventions and Patents in East- The shape of the coupling hole is T-shaped, that is,

Berlin ein Ultrahochfrequenz-Richtungskoppler be- jedes Koppelloch besteht aus einem Längsschlitz und kanntgeworden, welcher in der gemeinsamen Wand 35 einem Querschlitz, wobei beide Schlitze unter Beder beiden über die Breitseiten miteinander verbun- rücksichtigung der Überlappungszone gleich lang denen Hohlleiterabschnitte 'drei Reihen von Koppel- sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der schlitzen aufweist. Davon ist eine Schlitzreihe in Querschnitt des T-förmigen Koppelloches senkrecht Form von Querschlitzen ausgebildet, die längs der und symmetrisch zum Längsschlitz angeordnet. Der Mitte der Hohlleiterbreitseite angeordnet sind. Die 30 Abstand d der äußeren Berandung der beiden Kopbeiden anderen Schlitzreihen werden durch Längs- pellochreihen ist nur wenig kleiner oder genauso schlitze gebildet, die nahe dem Rand der gemein- groß gewählt wie die Hohlleiterbreitseite α. Die Länge samen' Hohlleiterwand in Hohlleiterlängsrichtung des Längsschlitzes und die Länge des Querschlitzes, verlaufen. Die Längs- und die Querschlitze sind in. aus dem das T-förmige Koppelloch besteht, ist mit L bestimmter Weise zueinander gruppiert. Ein Teil der 35 bezeichnet." Die Breite von Längs- und Querschlitz Querschlitze ist dabei so angeordnet, daß er mit trägt, die Bezeichnung B. Wie sich gezeigt hat, ist es einem Längsschlitz ein T-fönniges Schlitzsystem bil- von besonderem Vorteil, wenn das Verhältnis' von det, wobei die beiden benachbarten Schlitze jedoch Breite zur Länge ß/L> 0,3 ist, wobei man optinach wie vor durch einen relativ breiten, verbleiben- male Verhältnisse für BIL — 0,54 erhält. Sowohl aus den Steg in der Hohlleiterwand voneinander getrennt 40 fertigungstechnischen Gründen als auch im Hinblick sind. auf die elektrischen Eigenschaften empfiehlt es sich,Berlin an ultra-high frequency directional coupler. are. In the illustrated embodiment, the has slots. Of these, a row of slots is formed in the cross-section of the T-shaped coupling hole perpendicularly in the form of transverse slots, which are arranged along and symmetrically to the longitudinal slot. The middle of the waveguide broadside are arranged. The distance d of the outer edge of the two heads of the two other rows of slots are formed by rows of pelvic holes is only slightly smaller or just as slots, which are selected near the edge of the common size as the waveguide broad side α. The length of the hollow conductor wall in the longitudinal direction of the waveguide of the longitudinal slot and the length of the transverse slot run. The longitudinal and transverse slots are in. The T-shaped coupling hole consists of, is grouped with L in a certain way to each other. A part of 35 is designated. "The width of the longitudinal and transverse slot transverse slots is arranged in such a way that it also bears the designation B. As has been shown, a longitudinal slot forms a T-shaped slot system - of particular advantage if the ratio of det, whereby the two adjacent slits are width to length β / L> 0.3, whereby one obtains optin afterwards as before by a relatively wide, remaining ratio for BIL - 0.54. Both from the web are separated from each other in the waveguide wall 40 for manufacturing reasons as well as with regard to the electrical properties, it is advisable to

Für bestimmte Frequenzbereiche können diese daß Längs- und Querschlitze der T-förmigen Koppelbekannten Viellochhohlleiterrichtungskoppler nicht löcher gerundet sind. For certain frequency ranges, this means that the longitudinal and transverse slots of the T-shaped coupling known multi-hole waveguide directional couplers are not rounded holes.

verwendet werden, da ihre Baulähge viel zu groß ist. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungs-be used because their overall length is much too large. In the embodiment shown in the figure

Im 2-GHz-Bereich z. B. ist man gezwungen, einen 45 beispiel ist die Koppelzone derart aufgebaut, daß die Richtungskoppler im Zuge einer Hohlleiteranord- beiden Hohlleiterabschnitte 1 und 2 aus zwei U-förnung dadurch zu verwirklichen, daß man diesen in mig ausgebildeten Halbschalen bestehen, die mit Koaxialtechnik ausbildet, was naturgemäß Über- parallel zu der »fehlenden Breitseite« verlaufenden gänge vom Hohlleiterquerschnitt auf die koaxiale Flanschen 18 und 19 versehen sind. Vor dem ZuAusführung des Richtungskopplers erfordert. 50 sammensetzen dieser beiden Halbschalen wurde zwi-In the 2 GHz range e.g. B. one is forced to a 45 example, the coupling zone is constructed in such a way that the Directional coupler in the course of a waveguide arrangement - two waveguide sections 1 and 2 from two U-shaped openings to be realized in that one consists of this in mig trained half-shells, which with Coaxial technology forms what naturally runs parallel to the »missing broadside« Gears from the waveguide cross-section to the coaxial flanges 18 and 19 are provided. Before executing of the directional coupler. 50 assembling these two half-shells was

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen sehen die Flansche ein sehr dünnes mit geeignet Viellochkoppler der eingangs beschriebenen Art auf- angeordneten Koppellöchern versehenes Blech gezuzeigen, der auf Grund seiner besonderen Ausbil- legt, das beispielsweise durch Verschrauben 7 mit dung eine wesentlich verkürzte Baulänge aufweist den Flanschen in der vorgeschriebenen Koppelebene und trotzdem eine sehr große Richtungsdämpfung 55 gehaltert wird,
besitzt. Verglichen mit der Wandstärke der verwendetenThe invention has set itself the task of showing the flanges a very thin sheet metal provided with suitable multi-hole couplers of the type described at the outset, which due to its special design, which, for example, by screwing 7 with manure, has a significantly shortened overall length has the flanges in the prescribed coupling plane and nevertheless a very large directional damping 55 is retained,
owns. Compared to the wall thickness of the used

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen be- Hohlleiterabschnitte und der relativ dünnen Ausbilschrieben ist, soll an Hand eines Ausführungsbei- dung, der Dicke des Koppelbleches 5, entsteht am spiels, das in der Figur schematisch dargestellt ist, Anfang und am Ende der Koppelzone eine Stoßnäher erläutert werden. 60 stelle. Man .kann nun den Koppler derart dimen- The invention as described in the claims for waveguide sections and the relatively thin design is, should on the basis of an exemplary embodiment, the thickness of the coupling plate 5, arises on game, which is shown schematically in the figure, at the beginning and at the end of the coupling zone a butt sewer are explained. 60 digits. The coupler can now be dimensioned

Abweichend von den bisher üblichen Vielloch- "sionieren, daß er im Koppelbereich den gleichen kopplern besitzt der-erfindungsgemäße Richtungs- Feldwellenwiderstand aufweist wie die Anschlußkoppler T-förmig ausgebildete Koppellöcher, die in hohlleiter zu beiden Seiten und dabei die in der der gemeinsamen Wand (der Breitseite) zweier auf- Anschlußebene auftretenden Stoßstellen uran sich einanderliegender Rechteckhohlleiterabschnitte ange- 65 bekannter Weise kompensieren. Bei dieser Ausfühordnet sind. Die beiden Rechteckhohlleiterabschnitte rungsform muß das dünne Koppelblech an seinem sind in der Figur mit 1 und 2 bezeichnet. Die ge- stirnseitigen Ende zur Erzielung einer ausreichenden meinsame Wand, welche diese beiden Hohlleiter- Kontaktgabe mit einer Verstärkung 3 versehen wer-Deviating from the previously usual multi-hole "sionieren, that it is the same in the coupling area couplers has the inventive directional field wave resistance as the connection coupler T-shaped coupling holes, which are in the waveguide on both sides and in the process the common wall (the broad side) of two joints occurring on the connection level Compensate for mutually lying rectangular waveguide sections in a known manner. In this execution are. The two rectangular waveguide sections approximately form the thin coupling plate on his are denoted by 1 and 2 in the figure. The frontal end to achieve a sufficient common wall, which these two waveguide contacts are provided with a reinforcement 3

den. Diese im Bereich 3 dicke Wandstärke wird dadurch kompensiert,-daß in dem Bereich 4 die beiden Hohlleiterabschnitte eine vergrößerte Höhe besitzt.the. This in the area 3 thick wall thickness is thereby compensated, -that in the area 4 the two Waveguide sections have an increased height.

Wird der Koppler derart aufgebaut, daß der Feldwellenwiderstand im Koppelbereich verschieden ist von dem in den anschließenden Hohlleiterabschnitten, so wird die dadurch bedingte Stoßstelle in an sich bekannter Weise durch zusätzliche Elemente kompensiert.If the coupler is constructed in such a way that the field wave resistance is different in the coupling area from the one in the subsequent waveguide sections, the resulting joint becomes in on is compensated in a known manner by additional elements.

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Riehtkopplers ergab bei einem labormäßigen Aufbau und bei einer Ausbildung von 3 db Koppeldämpfung eine Baulängenverkürzung um mehr als die Hälfte bei einer relativen Bandbreite von ±11% im 2-GHz- ■ Bereich. und einer Richtdämpfung > 40 db. Auf Grund dieser Eigenschaften ist es möglich, ohne Übergang auf Koaxial- oder Streifenleitertechnik einen Viellochrichtungskoppler auch im 2-GHz-Bereich in Hohlleitertechnik herzustellen, was beim Aufbau von Frequenzweichen besonders vorteilhaft istThe inventive design of a directional coupler resulted in a laboratory structure and With a coupling attenuation of 3 db, the overall length is shortened by more than half a relative bandwidth of ± 11% in the 2 GHz range. and a directional attenuation> 40 db. Due to these properties, it is possible without switching to coaxial or stripline technology to produce a multi-hole directional coupler in the 2 GHz range using waveguide technology, which is the case with Construction of crossovers is particularly advantageous

Claims

Patent claims:

1. Broadband, multi-hole waveguide directional coupler which has a large coupling, e.g. B. 3 db, with a small frequency response of the coupling in the frequency range and in which two rectangular waveguide sections are coupled to one another over a broad side, in this common wall two rows of coupling holes symmetrically to the waveguide longitudinal axis with a mutual spacing of A _w / 4. are arranged, characterized in that each coupling hole is T-shaped, with λ _Η denoting the waveguide wavelength.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the longitudinal slot and the Cross flash of the T-shaped coupling hole are of the same size, taking into account the overlap zone.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the transverse slot of the T-shaped Coupling hole is perpendicular and symmetrical to the longitudinal slot.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the longitudinal slot of the T-shaped Coupling hole is attached close to the narrow waveguide side

-5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio (B / L) of the width to the length of the longitudinal and transverse slot is> 0.3 and is preferably 0.54.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the longitudinal and transverse slot of the T-shaped coupling hole is rounded.

7. Arrangement according to claims, characterized in that that the thickness of the two waveguide sections provided with the coupling holes common wall is chosen to be smaller than the thickness of the remaining waveguide walls.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the coupler consists of two U-shaped, trained ■ half-shells is built, between which a coupling plate with very low Wall thickness is pinched.

9. Arrangement according to claims, characterized in that that the coupler is dimensioned such that it has the same field wave resistance as the connecting waveguide, and that the Joints occurring in the connection levels are compensated in a manner known per se.

10. The arrangement according to claim 8, characterized in that the field wave resistance in Coupling area is different from that in the subsequent waveguide sections and that the resulting joints are compensated for by additional elements.

11. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the coupler is used for crossovers.

1 sheet of drawings