[0001] Die Erfindung betrifft eine Hohlleiter-Polarisationsweiche nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
[0002] Eine Hohlleiter-Polarisationsweiche zur Trennung von orthogonal linear polarisierten
elektromagnetischen Wellen ist beispielsweise aus der DE-OS 26 51 935 bekannt geworden.
Sie besteht aus einem eingangsseitigen Hohlleiterabschnitt quadratischen Querschnitts,
in dem bevorzugt H ₁₀- sowie H₀₁-Wellen geführt werden sollen, die bezüglich ihrer
Feldstärkevektoren linear und orthogonal zueinander polarisiert sind. Um beide Polarisationen
voneinander trennen zu können, sind in zwei einander gegenüberliegenden Wänden des
Hohlleiterabschnittes rechteckige Koppelfenster eingelassen, von denen jeweils ein
Hohlleiterarm abzweigt. Beide abzweigenden Arme werden dann wieder durch Zwischenschaltungen
von Krümmern in einer gemeinsamen Breitbandverzweigung vereinigt.
[0003] Eine demgegenüber etwas kompaktere Hohlleiter-Polarisationsweiche ist auch aus der
DE-33 45 689 A1 bekannt geworden, bei der die seitlichen Hohlleiterarme jeweils von
dem Hohlleiterabschnitt unter einem spitzen Winkel abzweigen und nach Einschaltung
eines E-Ebenen-Krümmern zu der durch die Längsachse des Hohlleiterabschnittes gegebenen
Hauptrichtung in etwa parallel geführt sind und nach Einschaltung eines weiteren,
S-förmigen E-Ebenen-Krümmers in der Breitbandverzweigung zusammenlaufen.
[0004] Schließlich sind aber auch herkömmliche Polarisationsweichen bekannt geworden, bei
denen beispielsweise der im Querschnitt quadratische eingangsseitige Hohlleiterabschnitt
bis zu einem quer verlaufenden Kurzschluß führt, oberhalb dessen auf der gegenüberliegenden
Seitenwand des Hohlleiterabschnittes ein in Längsrichtung verlaufender Rechteckausschnitt
als Koppelfenster eingebracht ist, an den sich ein H-Krümmer bzw. -Winkel anschließt.
Dadurch wird gewährleistet, daß die beiden nunmehr getrennten Wellen mit jeweils um
90° versetzt liegenden Polarisationsebenen einem vertikalen und dazu versetzt liegenden
querverlaufenden Rechteckschlitz, an denen beispielsweise ein nachfolgender Mikrowellenkonverter
angeschlossen werden kann, an einer gemeinsamen Anschlußebene anliegen.
[0005] Derartige Hochpräzisionsteile sind aber nur äußerst teuer herstellbar. Dazu ist
es in einem Falle möglich, eine Polarisations weiche aus zwei Vollstücken zu fräsen,
die längs ihrer Symmetrieebene zusammenfügbar sind. Dazu wird ein entsprechender
Gußkörper in der durch den Krümmer und den zuführenden Hohlleiterabschnitt gebildeten
gemeinsamen Mittelebene getrennt und in beiden Hälften der zuführende, beide Polarisationen
führende Hohlleiterabschnitt sowie die beiden davon wegführenden Hohlleiterzweige
für die Weiterführung der unterschiedlich polarisierten elektromagnetischen Wellen
einschließlich eines Kurzschlußstückes und eines auf der gegenüberliegenden Seite
einzubringenden Kopplungsfensters eingedreht.
[0006] Aufgrund der spezifischen Geometrie aber ist die Herstellung allein im Gußverfahren
aus beispielsweise zwei oder mehr Teilen nicht möglich, weshalb nur die obenstehend
genannten aufwendigen Herstellungsverfahren durchführbar sind.
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ausgehend von dem zuletzt genannten
Stand der Technik gleichwohl eine Möglichkeit zu schaffen, eine Hohlleiter-Polarisationsweiche
gegenüber dem Stand der Technik beachtlich günstiger dadurch herzustellen, daß kostenintensive
Dreh- und Fräsarbeiten vermieden werden.
[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
[0009] Durch die vorliegende Erfindung wird auf verblüffende Art und Weise die Möglichkeit
geschaffen, in bisher nicht bekann ter Weise eine Hohlleiter-Polarisationsweiche
aus beispielsweise zwei Gußteilen zusammenzufügen. Die Gußformteile können dabei
beispielsweise aus Zink, Messing oder beispielsweise auch aus einem Aludruckguß hergestellt
sein.
[0010] Erfindungsgemäß sind die beiden Bauteile der Polarisationsweiche im Gegensatz zum
Stand der Technik nicht in der durch den Krümmer und den zuführenden Hohlleiterabschnitt
gemeinsam gebildeten Ebene, sondern längs einer quer dazu verlaufenden Schnittebene
getrennt sind. Diese Schnittebene kann nunmehr im Bereich des quer zur Längserstreckung
des in Ausbreitrichtung liegenden Koppelfensters so angeordnet werden, daß die Schnittebene
vom Prinzip her durch den Krümmer bzw. Winkel im H-Krümmer bzw. -Winkel und/oder durch
das unterhalb des Koppelfensters angeordnete Kurzschlußstück hindurchführt. Eine
Herstellung mittels Druckgußteilen ist erfindungsgemäß dann immer noch möglich, wenn
der jeweils über die Schnittebene überstehende Abschnitt des Krümmers bzw. Winkelstückes
jeweils zu dem eingangsseitigen Hohlleiterabschnitt und ein mögliches über die Schnittebene
überstehendes Kurzschlußstück im Hohlleiterabschnitt gleichwohl zu dem ausgangsseitigen
Bauteil gehörend ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann so mit gegebenenfalls sogar
leicht verjüngend ausgebildeten Wänden - wie sie bei Druckgußteilen typisch sind
- eine Hohlleiter-Polarisationsweiche problemlos aus zwei so gebildeten Körperteilen
zusammengefügt werden, wobei die entsprechend vorstehend genannten Teile (Ende des
Krümmer- bzw. Winkelstückes und/oder eine Teillänge des Kurzschlußstückes) jeweils
in eine entsprechende Ausnehmung in dem anderen Körperteil eingreifen.Durch diese
Art der Trennung wird vermieden,daß Werkzeugteile, Formen und Stempel nicht unter
Berührung gegenläufig bewegt werden müssen, was zu einer schnellen Beeinträchtigung
und Zerstörung führen würde.
[0011] Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend
aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen
im einzelnen:
Figur 1 : die aus zwei Teilen zusammengesetzte Hohlleiter-Polarisationsweiche im
vertikalen Längsschnitt quer zur Trennungsebene, wobei die beiden Teile in leichtem
Abstand zueinander vor dem endgültigen Zusammenfügen gezeigt sind;
Figur 2 : eine rückwärtige Ansicht auf das erste Bauteil der Hohlleiter-Polarisationsweiche
mit dem quadaratischen Hohlleiterabschnitt;
Figur 3 : eine rückwärtige Stirnansicht auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß den
Figuren 1 und 2;
Figur 4 : einen Vertikalschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit etwas
versetzt liegender Schnittebene zu den Figuren 1 bis 3;
Figur 5 : eine weitere Abwandlung zu Figur 4;
Figur 6a und 6b : zwei weitere auszugsweise dargestellte Abwandlungen mit unterschiedlichem
Verlauf der Trennungsebenen.
[0012] Nachfolgend wird auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 Bezug
genommen. In Figurn 1 bis 4 ist eine Polarisationsweiche 1, bestehend aus den Bauteilen
1′ und 1˝, gezeigt.
[0013] Ein erster in Frontansicht quadratischer Hohlleiterabschnitt 3 steht in Verbindung
mit einem Hohlleitertor 5. Über einen hier anschließbaren Hohlleiter, beispielsweise
einen im Querschnitt quadratisch oder runden Hohlleiter kann z.B. ein H₁₀ und H₀₁
bzw. zwei H₁₁-Wellen übertragen werden, also zwei Wellen, deren Polarisationsebenen
in Ausbreitrichtung um 90° versetzt zueinander liegen.
[0014] Im Inneren der Bauteile ist eine untenliegende quer zur Ausbreitrichtung 7 verlaufende
Kurzschluß-Stufe oder -Brücke 9 angeordnet. Dahinter ist der weiterverlaufende erste
Hohlleiterzweig 11 bei gleichbleibender Breite des Hohlleiters in der Höhe verringert,
d.h. in der Regel halbiert, so daß hier nur noch die vertikal polarisierte elektromagnetische
Welle, d. h. eine H₁₀-Welle weiter übertragen wird. Die untere Kurzschlußstufe 9
und eine obere, die Querschnittshöhe verringernde Brücke 10 sind in Fig. 2 strichliert
gezeigt. Mittig oberhalb der Kurzschlußstufe 9 erstreckt sich in Längsrichtung eine
rechteckförmige Koppelöffnung bzw. ein Koppelfenster 13. Von da geht der zweite Hohlleiterzweig
15 aus, der über einen Krümmer bzw. einen Winkel, im gezeigten Ausführungsbeispiel
einen Winkel 17, zu einem Polarisationstor 21, welches oberhalb des mit dem ersten
Hohlleiterzweig 11 in Verbindung stehenden ersten Polarisationstores 19 liegt.
[0015] Bei dem Winkel 17 handelt es sich im Prinzip um einen H-Krümmer.
[0016] Das erste und zweite Bauteil 1′ bzw. 1˝ ist durch die zwischen den Bauteilen hindurch
verlaufende und im Ausführungsbeispiel strichliert gezeichnete Schnittebene 23 getrennt.
[0017] Allerdings könnten die beiden Bauteile im Druckgußverfahren dann nicht hergestellt
werden, wenn nicht eine im folgenden noch genauer erörterte Ausnahme bzw. Abweichung
von der theoretisch festgelegten Schnittebene 23 vorgesehen wird.
[0018] Dazu ist in dem in Figur 1 dargestellten linken Bauteil 1′ ein zum Krümmer bzw. Winkel
17 gehörender Vorsprung 25 gezeigt, der über die eigentliche Schnittebene 23 hinüberragt
und gleichwohl Teil des ersten, d.h. in Figur 1 linken Bauteiles 1′ der Polarisationsweiche
ist. In diesem Bereich weist das zweite Bauteil 1˝ eine entsprechende Ausnehmung 27
auf, in die der noch verbleibende und Teil des Winkels 17 bildende Vorsprung 25 bei
zusammengefügten Bauteilen eingreift.
[0019] Durch diese Ausbildung können das erste wie auch das zweite Bauteil 1′ bzw. 1˝ im
Druckgußverfahren mit leicht zu den Ausgängen hin konisch verjüngenden Wänden hin
ausgebildet werden. Dadurch ist es nämlich möglich, im Druckgußverfahren die herfür
benötigten Formen und Stempel ohne gegenseitige Berührung und Reibung auseinander
zu fahren, um die so hergestellten Bauteile freizulegen. Als problematisch erweist
sich ja bereits hier das Verziehen dann, wenn einzelne Wände unmittelbar in Zugrichtung
von Form und Stempel verlaufen würden, weshalb in Ausziehrichtung zumindest sich
leicht erweiternde Wandabschnitt gewünscht werden.
[0020] Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine im Prinzip
ähnliche Hohlleiter-Polarisationsweiche, die lediglich in vertikaler Längsschnittdarstellung
gezeigt ist.
[0021] Allerdings ist in diesem Ausführungsbeispiel die grundsätzliche Schnittebene 23
so angeordnet, daß sie den oberen Winkel 17 und im Falle eines hier vorgesehenen
Krümmers auch den Krümmer selbst nicht schneidet. In diesem Falle ist ein entsprechender
Vorsprung 25′ im Bereich der Kurzschlußstufe 9 ausgebildet. Mit anderen Worten ist
der zur Kurzschlußstufe 9 gehörende Vorsprung 25′ zu dem in Figur 5 gezeigten linken
ersten Bauteil 1′ gehörend ausgebildet, obgleich er in zusammengefügter Lage über
die Schnittebene 23 hinaus in das zweite Bauteil 1˝ ragt.
[0022] In analoger Anwendung zum Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 könnte bei
dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 die Schnittebene 23 beispielsweise exakt am
Beginn der Kurzschlußstufe 9 hindurch angeordnet werden, so daß in diesem Falle wiederum
nur der Vorsprung 25 als auslaufender Teil des Winkels bzw. des Krümmers 17 über die
Schnittebene 23 überstehend zum ersten Bauteil 1′ gehörend ausgebildet werden müßte.
[0023] Anhand von Figur 5 soll nun der Vollständigkeit halber bei der Ausführungsform gemäß
Figur 5 erläutert werden, daß auch eine Anordnung der Schnittebene in einer Mittellage
zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bis 4 bzw. nach Figur 5 so angeordnet werden
könnte, daß sowohl der obere als auch der untere Vorsprung 25 bzw. 25′ jeweils zum
gegenüberliegenden Bauteil 1′ bzw. 1˝ gehörend ausgebildet ist und wechselweise beim
Zusammenfügen über die eigentliche gedachte theoretische Schnittebene 23 hinaus in
das andere Bauteil hineinragen.
[0024] Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die hinter den Vorsprüngen verlaufende Hinterschneidung 29 bzw. 29′ nicht unmittelbar
rechtwinkelig zur Schnittebene 23 zurückverlaufen müssen, sondern genauso auch in
einem spitzen Winkel zur Schnittebene 23 verlaufen können,wie dies strichliert in
Fig. 6a bzw. Figur 6b mit den Bezugszeichen 31 bzw. 31′ angedeutet ist.
[0025] Schließlich könnten die auslaufenden Trennungsflächen zur Schnittebene 23 auch versetzt
so verlaufen, daß jeweils vom Vorsprung 25 bzw. 25′ der weitere Verlauf der Trennungsebene
zwischen den beiden Bauteilen 1′ und 1˝ nicht zur eigentlichen theoretischen Schnittebene
23 zurückgeführt, sondern parallel zu dieser nach außen verläuft, wie dies in Figur
6a bzw. Figur 6b anhand der Bezugszeichen 33 und 33′ strichliert eingezeichnet ist.
[0026] Wie anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 bis 3 nicht näher erläutert
worden ist, werden die beiden Bauteile 1′ und 1˝ über zu den eigentlichen Hohlleitern
versetzt liegenden Vorsprüngen 37 zentriert, die in entsprechende Sacklöcher 39 am
jeweils anderen Bauteil eingreifen. Ferner sind weitere Öffnungen oder Bohrungen vorgesehen,
über die Zylinderschrauben eingeführt und durch Aufdrehen von Muttern festgeschraubt
werden können.
[0027] Wie besonders aus Figur 1 ersichtlich ist, sind im unmittelbaren Schnittebenen-Bereich
23, d.h. im eigentlichen Kontaktbereich zwischen den Bauteilen 1′ und 1˝ sowohl die
gegenüberliegenden Abschnitte des Hohlleiters 3 als auch der unterteilten Hohlleiterzweige
11 bzw. 15 als gegenüber den verbleibenden Seitenflächenbereichen leicht erhabende
Kontaktflächenbereiche 41 ausgebildet. Auch wenn beispielsweise die einzelnen Hohleiter-Leitungsabschnitte
mit exakt sitzenden Einrichtungen zur zur Erzielung eines Paßsitzes versehen sind
und dabei die beiden Hohlleiter-Bauteile mit solcher Genauigkeit und Toleranz als
Druckguß- bzw. Fließpreßteile herstellbar sind, daß u. U. ein Nacharbeiten der eigentlichen
Kontaktflächenbereiche 41 nicht notwendig ist, so kann dies an diesen Stellen gleichwohl
problemlos durchgeführt werden, da die eigentlichen Kontaktflächenbereiche 41 etwas
überstehen. Aber trotz evtl. hier notwendiger Nacharbeiten sind die Herstellungskosten
gegenüber dem Stand der Technik bei weitem niedriger, da die Hohlleiterabschnitte
ansonsten nicht ausgearbeitet werden müssen. Eventuell notwendige Nacharbeiten fallen
nur gering ins Gewicht.
1. Hohlleiter-Polarisationsweiche mit einem von einem Hohlleitertor (5) ausgehenden
Hohlleiterabschnitt (3) zur Übertragung zweier linear polarisierter Wellen mit senkrecht
zueinander liegenden Polarisationsebenen, einem weiteren in Verlängerung des Hohlleiterabschnittes
(3) liegenden ersten Hohlleiterzweig (11), der mit einer Kurzschlußstufe (9) zur Übertragung
nur einer Polarisationsebene der Welle beginnt und an einem ersten Polarisationstor
(19) endet, und mit einem zweiten Hohlleiterzweig (15), der am Übergang vom Hohlleiterabschnitt
(3) zum ersten Hohlleiterzweig (11) an einem in einer Seitenwand ge genüberliegend
zur Kuzrschlußstufe (9) eingebrachten rechteckförmigen und in Ausbreitungsrichtung
verlaufenden Koppelfenster (13) beginnt und der über einen H-Krümmer bzw. -Winkel
(17) zu einem zweiten Polarisationstor (21) führt, so daß die Ausbreitrichtungen der
am ersten und zweiten Polarisationstor (19,21) anstehenden Wellen parallel verlaufen
bzw. zumindest eine gemeinsame parallele Komponente aufweisen ,wobei die Hohlleiter-Polarisationsweiche
aus zumindest zwei Bauteilen in Form von Gußteilen (1′, 1˝) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsweiche (1) im wesentlichen durch eine quer zum Koppelfenster
(13) und zur Ausbreitrichtung (7) verlaufenden Schnittebene (23) in das erste und
zweite Bauteil (1′, 1˝) geteilt ist, wobei die tatsächliche Trennfläche zwischen den
beiden Bauteilen (1′, 1˝) derart verläuft, daß das eine und/oder das andere Bauteil
(1′, 1˝) zumindest einen Vorsprung (25, 25′) derart umfaßt, daß ein bezüglich der
Schnittebene (23) auf Seiten des das erste und zweite Polarisationstor (19, 21) umfassenden
zweiten Bauteiles (1˝) verbleibender Krümmer- bzw. Winkelabschnitt (25) als über die
Schnittebene (23) überstehender und zum ersten Bauteil (1′) gehörend und/oder ein
bezüglich der Schnittebene (23) auf Seiten des das Hohlleitertor (5) umfassenden
ersten Bauteiles (1′) liegende Kurzschlußstufe (9, 25′) als in entgegengesetzter
Richtung über die Schnittebene (23) überstehender und zum zweiten Bauteil (1˝) gehörend
ausgebildet ist.
2. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittebene (23) so verläuft, daß sie das Koppelfenster (13) und den Bereich
des zweiten Hohlleiterzweiges (15) derart schneidet, daß lediglich ein am Krümmer
bzw. Winkel (17) verbleibender Abschnitt oder Vor sprung (25) als über die Schnittebene
(23) überstehend ausgebildet ist.
3. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den verbleibenden Krümmer- bzw. Winkelabschnitt gebildeter Vorsprung
(25) in Querschnittsdarstellung quer zur Schnittebene (23) gegebenenfalls über einen
Kurvenabschnitt von seiner maximalen Erhebung mit einer rechtwinkeligen Hinterschneidung
(29) senkrecht zur Schnittebene (23) zurückgeführt ist.
4. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittebene (23) von den durch den überstehenden Krümmer- bzw. Winkelabschnitt
gebildeten Vorsprung (25) mit spitzem Winkel auf die Schnittebene (23) zurückgeführt
ist.
5. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche (23) von dem durch den überstehenden Winkel- bzw. Krümmerabschnitt
gebildeten Vorsprung (25) parallel zur Schnittebene (23) nach außen hin verläuft.
6. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende Vorsprung (25) abgerundet ist.
7. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (25) in eine entsprechende Ausnehmung (27) am benachbarten Bauteil
(1˝) eingreift.
8. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittebene (23) so verläuft, daß sie das Koppelfenster (13) und den Bereich
des ersten und zweiten Hohlleiterzweiges (11, 15) derart schneidet, daß lediglich
ein an der Kurzschlußstufe (9) verbleibender Abschnitt oder Vorsprung (25′) als über
die Schnittebene (23) überstehend ausgebildet ist.
9.Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den verbleibenden Kurzschlußabschnitt gebildete Vorsprung (25′) in
Querschnittsdarstellung quer zur Schnittebene (23) von seiner maximalen Erhebung
gegenüber der Schnittebene (23) mit einer rechtwinkeligen Hinterschneidung (29) senkrecht
zur Schnittebene (23) zurückgeführt ist.
10. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß die Schnittebene 823) von den durch den überstehenden Kurzschlußstufen-Abschnitt
gebildeten Vorsprung (25) mit spitzem Winkel auf die Schnittebene (23) zurückgeführt
ist.
11. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche (23) von dem durch den überstehenden Kurzschlußstufen-Abschnitt
gebildeten Vorsprung (25′) parallel zur Schnittebene (23) nach außen hin verläuft.
12. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (1′, 1˝) im unmittelbaren Bereich um die von der Schnittebene
(23) durchtrennten Hohlleiter-Abschnitte (3, 11, 15) mit einem gegenüber der verbleibenden
Seitenfläche der Bauteile (1′, 1˝) erhabenen Kontaktflächenbereich (41) versehen sind.
13. Hohlleiter-Polarisationsweiche nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erhabene Kontaktflächenbereich nachgearbeitet ist.