DE1566008C3 - Mikrowellen-Weichenanordnung - Google Patents

Description

verständlich ist dafür Sorge zu tragen, daß die Reaktanzen, die durch den Versatz der aufeinanderfolgenden y -Hohlleiterstücke für das zu übertragende Frequenzband entstehen, an den Verzweigungspunkten in bekannter Weise kompensiert werden. (Die so kompensierte Stoßstelle entspricht dann einer Resonanzblende). Jedes γ-Transformationsstück mit dem Wellenwiderstand Z₀ ist über die Verzweigung an das nächstfolgende ^-Hohlleiterstück, ebenfalls mit Z₀, angepaßt. Bei einer Anordnung gemäß F i g. 3 stehen nun an η Filterausgängen η Signale mit den entsprechenden Frequenzen. Durch Anschluß einer gleichen derartigen Verzweigungseinheit an die Kanalausgänge K₁ bis K_n ist es möglich, die ausgefilterten Frequenzen Z₁ bis /„ wieder in einen Hohlleiter zusammenzuführen.

Soll jedoch eine frei wählbare Anzahl von Frequenzen beliebiger Kombination übertragen werden, so sind alle nicht benutzten Filter so abzustimmen, daß an ihrem Eingang ein Kurzschluß vorhanden ist. Die Abstimmung der Filter kann beliebiger Art sein. Es kann die Abstimmung eines oder mehrerer Kreise mittels Varaktoren oder Ferriten vorgenommen werden; aber auch durch Eintauchen eines metallischen oder keramischen Stiftes in einen oder mehrere Kreise ist eine Abstimmung, insbesondere eine solche mittels Verstimmungsstempel wie bei der bekannten Mikrowellen-Weichenanordnung gemäß DT-AS 12 41008, möglich.

Aus der DT-PS 11 32 262 ist eine Zweigschaltung für Mikrowellen bekannt, die aus einer beliebigen Anzahl von Zweigfiltern aufgebaut ist. Die Zweigfilter bestehen ihrerseits jeweils aus einer Parallelschaltung eines auf die Mittenfrequenz des anzuzeigenden Kanals abgestimmten, zwei- oder mehrkreisigen Bandpasses und einer zum Bandpaß komplementären, mit gleicher Kreiszahl versehenen Bandsperre. Diese Zweigfilter sind über beliebig lange Leitungsstücke in der Weise zusammengeschaltet, daß die Bandsperren zueinander in Serie liegen und die Energie für alle nicht in ihrem Frequenzbereich liegenden Kanäle von und/oder zur Antenne fortleiten. Über die Bandpässe werden die jeweiligen Kanäle an einen Verbraucher bzw. von einem Generator an- bzw. ausgekoppelt. Der Eingangsleitwert der gesamten Zweigschaltung ist für alle innerhalb der Kanäle liegenden Frequenzen konstant.

Eine derartige Mikrowellenzweigschaltung wurde bekanntlich bereits gemäß DT-PS 1241008 durch einen Zusatz von Verstimmungsstempeln gleichzeitig für die Umschaltung von Hohlleiterverbindungen verwendet. Bei einer derartigen Anordnung sind Bandpaß und Bandsperre jedes Zweigfilters mit zusätzlichen Verstimmungsstempeln versehen. Diese Verstimmungsstempel haben in ihrer einen Stellung keinen Einfluß auf die Resonanzfrequenz des jeweiligen Zweigfilters und in ihrer anderen Stellung verstimmen sie Bandpaß und Bandsperre des Zweigfilters derart, daß das Zweigfilter einen ungestörten Hohlleiter für die Fortpflanzung der Mikrowellenenergie darstellt.

Der Nachteil der vorstehend beschriebenen bekannten Mikrowellen-Weichenanordnung besteht zum ersten darin, daß für jeden Kanal zwei komplementäre Filteranordnungen (Bandpaß und Bandsperre) erforderlich sind, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung für jeden Kanal nur ein Bandpaß

ίο benötigt wird, der sich konstruktiv günstiger gestalten läßt als eine Bandsperre.

Zum zweiten können bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Frequenzweichen kompakter aufgebaut werden als dies bei einer Anordnung gemäß DT-AS 12 41 008 möglich ist.

Zum dritten hat die vorbekannte Anordnung den Nachteil, daß die konstruktive Anordnung der Frequenzweiche nicht frei wählbar ist. Die Frequenzweiche mit der niedrigsten Durchlaßfrequenz muß dem Eingang am nächsten liegen; die übrigen Frequenzweichen schließen sich nach steigender Durchlaßfrequenz an. Dieser Nachteil der genau vorgeschriebenen Reihenfolge der Frequenzweichen wird bei einer Anordnung gemäß der Erfindung dadurch

as beseitigt, daß alle Filter schaltungsmäßig parallel liegen.

Die Kurzschlüsse, dargestellt durch die Eingangswiderstände der verstimmten Kanalfilter, transformieren sich über die y-Leitung bis zum Eingang E

und reflektieren die unerwünschten Frequenzen. Alle Filter, die auf Durchgang geschaltet sind, stellen für ihre Mittenfrequenz Anpassung dar. Da jede Filtermittenfrequenz nur einmal vorhanden ist und die Filter verschieden abgestimmt sind, transformiert sich

die jeweilige Anpassung ebenfalls über die ■=· -Transformationsleitungen bis zum Eingang E (F i g. 4). Bei einer derartigen Anordnung stellt die Frequenzweiche praktisch einen Hohlleiterschalter für verschiedene Frequenzbänder dar, die zeitlich beliebig zu kombinieren sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Hohlleiteranordnung ergibt sich dann, wenn man die erste Blende eines auf eine Hohlleiterverzweigung folgenden Filters mit in die. Hohlleiterverzweigung einbezieht. In diesem Falle wird die Reaktanz, die durch den Hohlleiterversatz entsteht, nur so weit kompensiert, daß sie denselben Wert erhält, wie die

für den ersten Filterkreis erforderliche Koppelreaktanz. Dadurch kann die γ.-Transformationsleitung wegfallen, und die teilweise kompensierte Reaktanz, die durch den Hohlleiterversatz entstand, wird als Koppelreaktanz benutzt.

Selbstverständlich können auch in diesem Falle verschiedene Kanäle wieder zu einem Hohlleiterkanal zusammengefaßt werden. Dabei können auch die Kanalfilter, wie bereits beschrieben, wahlweise verstimmt werden, so daß auch diese Frequenzweiche als Hohlleiterschalter verwendet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Eigenart solcher Hohlleiterschalter abgeschaltet sind. Patentansprüche: Außerdem sind die bisher bekannten Hohlleiterschal ter in ihrem mechanischen Aufbau sehr aufwendig.

1. Mikrowellen-Weichenanordnung, bestehend Eine erste Verbesserung dieser Nachteile wurde aus einer Kette von einem oder mehreren hinter- 5 durch die bekannte Anordnung nach Fi g. 2 erreicht, einanderliegenden Hohlleiter-Verzweigungsele- Das. an einem Zirkulator Z₁ anstehende Signal wird menten, die jeweils einen Eingang und zwei oder einem Filter FZ₁ zugeführt. Stimmen Signal- und FiI-mehrere Ausgänge aufweisen, und bei zwei Aus- terfrequenz überein, so gelangt das Signal an den gangen an jedem Ausgang entweder der Eingang Ausgang des Filters Fi₁. Hat das Signal dagegen eine eines nachfolgenden Verzweigungselementes oder io andere Frequenz als das Filter Fi₁, so stellt dieses Fileine Filteranordnung angeschaltet ist, dadurch ter einen Kurzschluß dar; das Signal wird dann am gekennzeichnet, daß die Hohlleiter-Ver- FilterFf₁ reflektiert und gelangt über einen Arm A₁₃

zweigungselemente jeweils ξ -lang sind, wobei λ ^vom Zirkulator Z zu einem Zirkulator Z. Dieser

2 ° Vorgang pflanzt sich so lange fort, bis das Signal ein

die Hohlleiterwellenlänge bedeutet. 15 entsprechendes Filter gefunden hat oder nach Re-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- flexion an dem letzten Filter Fi_n über einen AxmA_nz kennzeichnet, daß an den Ausgängen der letzten des letzten Zirkulator Z_n zum Eingang E der geHohlleiter-Verzweigungselemente der Kette FiI- zeigten Anordnung zurückgeführt wird,
teranordnungen unterschiedlicher Durchlaßbe- Die Anordnung nach F i g. 2 hat den Nachteil, reiche vorgesehen sind. 20 daß man hierbei bekanntlich sehr teure Zirkulatoren

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- verwenden muß. Außerdem sind Zirkulatoren sehr kennzeichnet, daß die unterschiedlichen Durch- anfällig gegen Störfelder, Temperaturschwankungen laßbereiche durch Abstimmen der Filteranord- und Erschütterungen. Darüber hinaus haben Zirkunungen auf verschiedene Frequenzen bestimmt latoren eine nicht vernachlässigbare Durchlaßdämpwerden (Frequenzweiche). 35 fung von etwa 0,5 dB.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kennzeichnet, daß auf gleiche Frequenz abge- Mikrowellen-Weichenanordnung anzugeben, die gestimmte, ein- oder mehrkreisige Filteranordnun- genüber dem angegebenen Stand der Technik in techgen vorgesehen sind, die alle wahlweise ver- nischer und/oder wirtschaftlicher Hinsicht verbessert stimmt werden können, wobei aber höchstens ein 30 ist.

Kanalfilter auf Durchgang geschaltet wird Die Erfindung und ihre Weiterbildungen sind den

(Hohlleiterschalter). Patentansprüchen, gegebenenfalls in Verbindung mit

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- der folgenden Beschreibung, entnehmbar,
kennzeichnet, daß die Ausgänge von zwei oder Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet ihre mehreren Filteranordnungen über eine analoge 35 Verwendung sowohl als Frequenzweiche als auch als Mikrowellen-Weichenanordnung auf einen ge- Hohlleiterschalter. Die Filteranordnungen sind im meinsamen Hohlleiter zusammengeführt werden. Sinne der Erfindung in die zugehörigen Hohlleiter-

6. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- Verzweigungen derart eingeschaltet, daß die für alle durch gekennzeichnet, daß die Filteranordnungen Frequenzen außerhalb der Durchlaßbereiche der FiI-zur Verwendung der Mikrowellen-Weichenan- 40 ter auftretenden Kurzschlüsse an die jeweils unmittelordnung als schaltbare Frequenzweichen ab- bar vor den Filtern liegenden Verzweigungspunkte stimmbar ausgebildet sind. transformiert werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 3 bis 4 näher erläutert.

45 F i g. 3 zeigt die schematische Darstellung einer

Kette von mehreren Hohlleiter-Verzweigungselementen, die jeweils einen Eingang und zwei Ausgänge aufweisen. Jeder der beiden Ausgänge ist entweder

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowellen- mit je einem Eingang eines nachfolgenden Verzwei-Weichenanordnung, bestehend aus einer Kette von 50 gungselementes verbunden oder der eine Ausgang einem oder mehreren hintereinanderliegenden Hohl- ist mit dem Eingang eines nachfolgenden Verzweileiter-Verzweigungselementen, die jeweils einen Ein- gungselementes, der andere Ausgang mit einer FiI-gang und zwei oder mehrere Ausgänge aufweisen, teranordnung verbunden oder, als dritte Möglichkeit, und bei zwei Ausgängen an jedem Ausgang entweder beide Ausgänge sind mit je einer Filteranordnung der Eingang eines nachfolgenden Verzweigungsele- 55 verschaltet. Die Verzweigungselemente bestehen aus mentes oder eine Filteranordnung angeschaltet ist. Hohlleiterverzweigungen, die jeweils in einem Ab-

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft verwendbar , , A , ... ... ,, , ,

in einem Mikrowellenempfänger, der jeweils nur die ^{stand von} 2 ^{oder emem} &**&*&&* Vielfachen da-Schwingung einer· Frequenz von zwei vorgegebenen von miteinander verbunden sind; mit λ ist die Hohl-Frequenzen empfangen soll. 60 leiterwellenlänge bezeichnet. Wird gemäß Fi g. 3 am

Bei der Benutzung von mehreren, in der Frequenz Eingang E eine Schwingung mit der Frequenz Z₁ anverschiedenen Übertragungskanälen ist es bekannt, geboten, die in den Durchlaßbereich des FiItCrSFi₁ die Auswahl der betreffenden Hohlleiterkanäle da- fällt, so stellen alle übrigen Filter Fi₂ bis Fi_n jeweils durch zu treffen, daß man mittels Hohlleiterschalter einen Kurzschluß dar. Diese Kurzschlüsse transforentsprechend abgestimmte Filter in den Übertra- 65 . . , ... ,. λ _T ., ,. „ ... .

gungsweg einschaltet (Fig. 1). Eine derartige An- nueren sich über die _y-Leitungen an die Hohlleiter-Ordnung gestattet jedoch immer nur, einen Kanal zu verzweigungssteilen, so daß man für diesen Fall eine benutzen, da alle übrigen Kanäle auf Grund der vereinfachte Anordnung nach F i g. 4 erhält. Selbst-