DE2128688A1

DE2128688A1 - Doppeldrehkopplung

Info

Publication number: DE2128688A1
Application number: DE19712128688
Authority: DE
Inventors: Harold A Santa Monica Cahf Rosen (V St A) P
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1970-07-02
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1972-01-13
Also published as: JPS5140777B1; CA928809A; DE2128688B2; GB1350824A; US3668567A

Description

Anmelderin: . Stuttgart, den ?. Juni 1971

Hughes Aircraft Company P 2338 S/kg

Oentinela Avenue and

Teale Street

Oulver City, Galif., V.St.Ao

Doppeldrehkopplung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Doppeldrehkopplung mit zwei axial hintereinander angeordneten, gegeneinander verdrehbaren Hohlleiterabschnitten mit kreisrundem Querschnitt·

Doppeldrehkopplungen werden dazu benötigt, die Ausgangssignale zweier Sender einer gegenüber den Sendern rotierenden Antenne zuzuführen, wenn eine Isolation zwischen den Signalkanälen erforderlich ist und die Signale der

109883/1121

^mm ^^ ·■*

Antenne in einer für eine "bestimmte Form des Strahlungsdiagrammes richtigen Phasenlage zugeführt werden müssen« Beispielsweise ist es 'bei Nachrichtensatelliten erforderlich, die Energie von zwei rotierenden Sendern oder Sender-Multiplexern den Eingängen eines Antennensystems zuzuführen. Dabei können Einsparungen und verbesserte Leistungen für die Sender-Multiplexer erzielt werden, wenn eine genügende Isolation zwischen den Signalkanälen vorhanden ist. Außerdem kann eine Verminderung der Größe und des Gewichtes des zur Speisung der Antenne benötigten netzwerke s erzielt werden, wenn die Antenneneingänge mit . Signalen gespeist werden, die für das Abstrahlen einer * Strahlungskeule gewünschter Form die richtige Phasenlage aufweisen.

Bekannte Doppeldrehkopplungen weisen zwei koaxial zueinander angeordnete Leitungen auf und haben daher selbst einen sehr komplizierten und viel Raumbeanspruchenden Aufbau. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Doppeldrehkopplung zu schaffen, die es ermöglicht, zwei Sendekanäle mit zwei Antenneneingängen bei ausreichender Isolation zwischen den Kanälen zu verbinden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem ersten der beiden hintereinander angeordneten Hohlleiterabschnitte eine erste Einrichtung gekoppelt ist, die auf zwei linear polarisierte Eingangssignale anspricht und in dem ersten Hohlleiterabschnitt zwei entgegengesetzt umlaufende, zirkulär polarisierte Signale erzeugt, und daß mit dem zweiten der beiden Hohlleiterabschnitte eine zweite Einrichtung gekoppelt ist, die

109883/1121

auf die zirkulär polarisierten Signale anspricht und zv/ei um im wesentlichen 90° phasenverschoben, linear polarisierte Ausgangssignale erzeugt, von denen jedes eine von jeden der beiden zirkulär polarisierten Signale abgeleitete Komponente enthält. Dabei kann die ,erste Einrichtung von einem orthogonal Modenwandler und einem Phasenschieber gebildet sein und auch die zweite Einrichtung einen Orthogonal-Kodenwandler umfassen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Dcppeldrehkopplung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch die Doppeldrehkoppiung nach Fig. 1,

Fif% 3 einen Schnitt längs dor Linie 3-3 durch die Dopx^uldrehkopplung nach Fig. 1,

Fig. 4· eine schematische Darstellung der Doppeldrehkopplung nach Fig. 1,

109883/1121

BAD ORtGfNAt

Pig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 4· einer zv/eiten Doppeldrehkopplung nach der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer dritten

Ausführungsform einer Doppeldrehkopplung nach der Erfindung,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht eines Nachrichtensatelliten mit einer Doppeldrehkopplung nach der Erfindung zur Erläuterung von deren Arbeitsweise,

Fig. 8 ein Diagramm, das zur Erläuterung der Erfindung die Verteilung nach Nachrichtenkanälen auf die Frequenz wiedergibt,

Fig. 9a, 9b, 9c und 9d Strahlungsdiagramme der Antenne des Nachrichtensatelliten nach Fig. 7 zur Erläuterung der mit der erfindungsgemäßen Doppeldrehkopplung erzielten Vorteile und

Fig. 10 das Blockschaltbild eines Zweikanal-Sender-

Multiplexersystems, das zur Speisung der erfin-" dungsgemäßen Doppeldrehkopplung geeignet ist.

Die Doppeldrehkopplungen sind in der Zeichnung alle mit der Bezugsziffer 28 bezeichnet, und zwar das in den Fig. bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel mit 28a und ein zweites sowie ein drittes Ausführungsbeispiel in den Fig.' 5 und 6 mit 28b bzw. 28c. Die Doppeldrehkopplung 28 umfaßt einen Eingangs-Hohlleiterabschnitt 50 mit kreisförmigem Querschnitt und einen Ausgangs-Hohlleiterabschnitt 52 mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt, die beide durch eine drehbare IIF-Dichtung 65 verbunden sind.

109883/1121 ./.

Fig, 7 zeigt einen Teil eines Nachrichtensatelliten 51» in den eine Doppeldrehkopplung 28 nach der Erfindung eingebaut ist. Die Erfindung mag "besser verständlich sein, wenn zunächst das in Fig. 7 dargestellte System kurz erläutert wird. Der Satellit 51 hat eine Antenne mit einem Parabolreflektor 22, der von zwei Einspeisehörnern 24- und 26 ausgeleuchtet wird. Y/ie nachstehend noch kurz erläutert werden wird, ist für manche Anwendungen von Nachrichtensatelliten eine Strahlungskeule erwünscht, die in einer Achse einen großen Bereich mit Signalen annähernd gleicher Leistung "bedeckt· Solch eine Strahlungskeule kann dadurch gebildet werden, daß die beiden Einspeisehörner mit Signalen erregt werden, die gegeneinander um 90° phasenverschoben sind.

Die zur Erregung der Einspeisehörner 24- und 26 dienenden Signale v/erden von der Doppeldrehkopplung 28 über Hohlleiter 30 und 52 zugeführt. Die Eingänge der Doppeldrehkopplung 28 werden mit Signalen gespeist, die von Hohlleitern 34 und $6 zugeführt werden, die ihrerseits an Sender-I-ultiplexer 38 und 4-0 angeschlossen sind. Die Sender-LIultiplexer sind zusammen mit anderen Einheiten wie Empfängern, signalverarbeitenden Einheiten, Einheiten zur Stromversorgung, Steuereinheiten und Einrichtungen zur Lageregelung, die für die Erfindung nicht bedeutend und daher nicht dargestellt sind, auf einer 'iragstruktur 42 befestigt.

Fig. 10 veranschaulicht Einzelheiten der Sender-Multiplexer 38 und 40. Jeder Sonder-LIultiplexer umfaßt beispielsweise sechs Sendokanäle mit einer Bandbreite von 40 LIIz. Jeder Sendekanal enthält einen Zirkulator, ein

109883/1 121

Eingangsfilter, einen Leistungsverstärker und ein Ausgangsfilter. Jeder der Sendekanäle ist mit einer Bezugsziffer versehen, die der Kanalnummer entspricht, und es sind die ungeradzahligen Kanäle an den Hohlleiter 34 lind die geradzahligen Kanäle an den Hohlleiter 36 angeschlossen. Die Sender-Multiplexer v/erden von einer 90 -Hybride 44 gespeist, die ihre Energie von einem Empfänger 48 über einen Frequenzumsetzer erhält. Der Frequenzumsetzer 46 dient dazu, das empfangene Signal zum Aussenden in den gewünschten Frequenzbereich zu bringen.

* Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Doppeldrehkopplung besteht darin, daß infolge der Frequenztrennung zv/ischen geradzahligen und ungeradzahligen Kanälen (siehe Fig. 8) die Sender-Multiplexer 38 und vereinfacht v/erden können, wenn eine einwandfreie Isolation der Ausgangssignale dieser Sender-Hultiplexer in der Doppeldrehkopplung 28 aufrechterhalten wird. Bei der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Doppeldrehkopplung erzielten Isolation können die Anforderungen an die Ausgangsfilter der Sender-Ilultiplexer hinsichtlich der Dämpfung außerhalb des Paßbandes vermindert und infolgedessen Einsparungen erzielt werden, Beispiels-

ψ weise können die Ausgangsfilter, die von Interdigitalleitungen gebildet werden können, und die Hohlleiter, an die diese Filter angeschlossen sind, bei Systemen mit einer Doppeldrehkopplung 28 aus Aluminium anstatt aus Invar bestehen.

. Das Llerkmal des Doppelbetriebes der Kombination von Antenne 20 und Doppeldrehkopplung 28 führt zu dem gewünschten Strahlungsdiagramm mit in einem größeren

109883/1121

Winkelbereich gleichbleibenden Gewinn "bei einer Reduktion in Größe, Gewicht und Kompliziertheit des zur Speisung der Antenne dienenden Netzwerkes„ Der hier gebrauchte Ausdruck "Doppelbetrieb" bezieht sich auf das Vorhandensein zwei unabhängiger Antennenanschlüsse, von denen jeder das gleiche Strahlungsdiagramm bei gleicher Polarisation, jedoch mit unterschiedlichem Sinn der Phasenprogression quer zum Diagramm liefert. Die Bedeutung der beiden unabhängigen Anschlüsse beim Senden liegt in der Verminderung des vorstehend behandelten Multiplexproblems, das angetroffen wird, wenn sich mehrere Sender verschiedener Frequenz die gleiche Antenne teilen. Es sei erwähnt, daß die Notwendigkeit für einen Sender-Multiplexer völlig entfällt, wenn bei einer Antenne mit zwei Anschlüssen nur zwei Sender vorhanden sind. Y/enn eine größere Anzahl Sender benötigt wird, kann bei Vorliegen von zwei Anschlüssen an jeden Anschluß ein Satz von Sendern angeschlossen werden, deren Frequenzabstand das doppelte des normalen Kanalabstandes ist, wodurch der Aufbau des Multiplexers vereinfacht wird.

Durch die Formung der Strahlungskeule wird ein Fernfelddiagramm erzeugt, das ein größeres Gewinn-Bandbreiten-Produkt aufweist als mit einer vergleichbaren üblichen Technik der Aperturanregung erzielt werden kann. Da bei Nachrichtensatelliten die Strahlungskeule einen vorgeschriebenen, großen Bereich der Erdoberfläche bedecken muß, wenn der Nachrichtensatellit seine Aufgabe erfüllen soll, ist anzustreben, daß der kleinste Gewinn in diesem

109883/1121

Bereich und nicht der Gewinn in der Mitte der Strahlungskeule auf ein Maximum gebracht wird. Wie später im einzelnen erläutert werden wird, erregt die Doppeldrehkopplung 28 das Speisenetzwerk der Antenne 20 mit zwei Signalen, die im wesentlichen gleiche Komponenten der von den Sender-Multiplexern 38 und 40 gelieferten Signale umfaßt, und es werden diese Signale in "beiden Einspeisehörnern mit einer Phasenverschiebung von etwa 90° zugeführt. Die Vorteile diener Art der Anregung der Einspeisehorner 24 und 26 kann anhand Fig. 9 erläutert werden, welche die Bildung des gewünschten Strahlungsdiagrainmes wiedergibt, Fig. 9a zeigt das Fernfelddiagramm für einen Parabolreflektor der von einem einzigen zentrisch angeordneten Strahler ausgeleuchtet wird. Fig. 9b zeigt das gleiche Fernfelddiagrainm für einen Parabolreflektor, dessen Strahler gegenüber dem Zentrum versetzt ist, während Fig. 9c das Strahlungsdiagramm wiedergibt, das bei einer Ausleuchtung des Heflektors mit zwei Strahlern entsteht_? die zu beiden Seiten des Reflektorzentrums angeordnet sind» Fig. 9d zeigt endlich die erzielte Verbesserung, nämlich ein breiteres Diagramm mit nahezu konstantem Gewinn, das erzielt wird, wenn zwei gegenüber der Mitte versetzte Strahler durch zwei um 90° gegeneinander phasenversehobene Signale erregt werden. Diese Anordnung führt auch zu identischen Strahlungsdiagrammen für die von jedem der- beiden Scnder-L-Iultiplexer gelieferten Ausgangssignale.

Es sei auch darauf hingewiesen, daß bei Satelliten, aic eine Eigendrehung ausführen, die Antenne 20 gegenüber den umlaufenden Teil 42 des Satelliten eine Drehung ausführen

101883/ 112 1

muß, damit die Antenne 20 eine gleichbleibende Ausrichtung hat, so daß der in Fig. 7 obere Teil der Doppeldrehkopplung 28 gegenüber dem unteren !Teil drehbar sein muß.

Die Doppeldrehkopplung nach den Fig. 1 bis 4- v/eist die oben behandelten Vorteile hinsichtlich minimaler Größe, kleinsten Gewichtes und einfachsten Aufbaus auf und erfüllt die oben behandelten Forderungen hinsichtlich einer elektrischen Isolation zwischen den Multiplexer-Ausgangskanälen und der Lieferung von Signalen zur Antenne 20 mit der gewünschten Phasenlage. Die in den Fig. 1 bis 4- dargestellte Doppeldrehkopplung 28a umfaßt einen Eingangs-Hohlleiterabschnitt 50 ^i* kreisförmigem Querschnitt, der mit zwei Eingangsarmen 54- und 56 versehen ist, die von rechteckigen Hohlleitern gebildet werden und in Umfangsrichtung des Hohlleiterabschnittes 50 um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Eingangsarme 54· und 56 sind dazu bestimmt, mit den Ausgängen der von den Sender-LIultiplexern kommenden Hohlleiter 34- und 36 verbunden zu werden. Weiterhin bilden die Eingangsarme 54- und 56 zusammen mit leitenden Diagonalwänden 58 und 60 einen Orthogonal-Modenwandler 51_T der bewirkt, daß von den Hohlleitern 34- und 36 zugeführte linear polarisierte Signale in dem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlleiterabschnitt 50 linear polarisierte Signale anregen, die räumlich senkrecht aufeinanderstehen. Die Diagonalwände 58 und 60 haben von den Eingangsarmon 54- und 56 einen solchen Abstand, daß die von dem Endabschnitt 51 zurück zu den Eingangsarmen reflektierten \7ellen mit den T/ellen in

109883/1121

- ίο -

Phase sind, die von den Eingangsarmen zugeführt werden. Eine Anzahl von Blenden 62, in manchen Fällen kann auch eine genügen, verändert die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle Kit der einen Polarisationsrichtung gegenüber der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Welle mit der anderen Polarisationsrichtung und hat infolgedessen die Funktion eines polarisationsempfindlichen Differenzphasenschiebers„ Die Ausbildung der Diagonalwände und Blenden für optimale Wirkung ist in der Literatur behandelt, beispielsweise in dem Buch von George G. Southworth: "Principles and Applications * of Waveguide Transmission", van Hostrand Company Inc., 1956.

Eine drehbare HF-Dichtung 65, bei der es sich um eine kontaktlose Anordnung mit einer HF-Falle handeln kann, ermöglicht eine Drehung zwischen dem Eingangs-Kohlleiterabschnitt 50 und dem Ausgangs-Hohlleiterabschnitt 52 der Doppeldrehkopplung 28a. Der Ausgangs-Hohlleiterabschnitt

y)

52 enthält einen Orthogonal-ilodenwandler |*3> der aus zwei Ausgangsarmen 64 und 66 und Diagonalwänden 68 und 70 besteht. Diese Elemente arbeiten in der gleichen Weise, wie es für den oben behandelten Orthogonal-Modenwandler 51 ψ beschrieben worden ist. Die Ausgangsarme 64 und 66 sind dazu bestimmt, mit den die Antenne 20 speisenden Hohlleitern 30 und 32 verbunden zu werden.

Tatsächlich umfassen die von jedem der Sender-LIultiplexer 38 und 40 erzeugten Signale eine große Anzahl verschiedener Frequenzkomponenten, die in Kanälen gruppiert sind, die durch Frequenzbereiche getrennt sind, deren Bandbreite

109883/1121

wegen der Verteilung der geradzahligen und ungeradzahligen. Kanäle auf die "beiden Sender-I.Iultiplexer der Bandbreite eines einzigen Ivanales gleich ist. Um jedoch die Erläuterung der Wirkungsweise der Doppeldrehkopplung 28a einfach zu halten, sei angenommen, daß jedes der beiden Ausgangs signale der beiden Sender-IIultiplexer nur aus einer einzigen Frequenz besteht und daß die Vektoren, welche die transversale elektrische V/elle der Signale beschreiben, an jeder Stelle durch den Ausdruck cos ''''^b und cos «Vpt wiedergegeben v/erden können. Fig. 4· verfolgt analytisch die Signale, die die Doppeldrehkopplung 28a durchlaufen. Die von den Sender-I.iultiplexern 3Ö und 40 (Fig. 7) gelieferten Signale v/erden den Eingangs armen und 56 des kreisförmigen Hohlleiterabschnittes 50 zugeführt und erhalten wegen der Anordnung dieser Eingangsarme eine um 90° gegeneinander versetzte Ausrichtung. Der von den Blenden 62 gebildete Phasenschieber erzeugt gegensinnig umlaufende zirkulär polarisierte V/ellen, bei denen es sich um V/ellen vom TE^-Typ handeln kann und die durch die Ausdrücke e^ift'iVv '2 und e"¹^*/'/^ beschrieben werden. Im Ausgangs-Hohlleiterabschnitt 52 der Doppeldrehkopplung behalten die Signale ihre Zirkularpolarisation, abgesehen von der Addition eines Phasenwinkels © infolge der Drehung des Ausgangs-Hohlleiterabschnittes der Doppeldrehkopplung in bezug auf den Eingangs-Hohlleiterabschnitt. Diese Rotationseffekt wird durch die Änderung der Ausdrücke für die Signale in e¹^"! Vv'2 und e""¹^ '2 ~ /: 2 Rechnung getragen. Der Orthogonal-Liodenwandler 63 in Ausgangs-Hohlleiterabschnitt 52 erzeugt in den Ausgangsarmen 64- und 66 linear polarisierte Y/ellcn mit einer Phasenverschiebung von 90°, die durch

1 0 9 8 8 3 / 1

die Ausdrücke cos (^t+Q) + sin (cfpt-9) und sin (Hi cos ('r-pt-O) charakterisiert sind. Diese Signale werden über die Hohlleiter 30 und 32 den Einspeisehörnern 24 und 26 zugeführt.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 veranschaulicht und in ihrer"Gesamtheit mit 28b bezeichnet. Die Doppeldrehkopplung 28b ist der in Fig. 1 dargestellten Doppeldrehkopplung 28a im wesentlichen gleich, abgesehen davon, daß die von den Sender-Multiplexern 38 und 40 gelieferten Eingangssignale den Eingangen einer 90°-Hybride 72 zugeführt werden und dafür der Phasenschieber 62 innerhalb des Eingangs-Hohlleiterabschnittes 50 weggelassen ist. Die Ausgänge der 90 Hybride 72 sind mit den Eingangsarmen des Hohlleiterabschnittes 50 verbunden. V/enn wieder angenommen wird, daß die von den Sender-Iviultiplexern 38 un<3. 40 gelieferten Signale in der Form cos Vt und cos <Vpt vorliegen, sind die von der 90°-Hybride 72 den Eingangsarmen 54-56 zugeführten Signale (cos co^t + sin i>7^u)/'i2 und (sin Cc^t + cos 4>ο^)/Ι 2. Da die den Eingangsarmen des ersten Hohlleiterabschnittes 50 zugeführten Signale um 90° phasenverschoben sind und mit Hilfe des Orthogonal-Modenwandlers 51 in räumlich senkrecht aufeinanderstehende Signale umgewandelt werden, werden im Eingangs-Hohlleiterabschnitt 50 entgegengesetzt umlaufende zirkulär polarisierte Wellen angeregt. Der Ausgangs-Hohlleiterabschnitt 52 der Doppeldrehkopplung 28b ist mit demjenigen der oben behandelten Doppeldrehkopplung 28a identisch.

Fig. 6 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ausgangssignale der Sender-Multiplexer 38 und 4-0 den Eingängen eines magischen Q.¹ 74·

10 9 8 8 3/1121

zugeführt werden. Ein magisches T verteilt die Eingangssignale gleichzeitig auf zwei Ausgangssignale 76 und 78 und es wird die Phasendifferenz durch die Anwendung eines längeren Übertragungsweges für eines der beiden Ausgangssignale des magischen T 74· erzielt. In Fig. 6 ist diese Verlängerung des Übertragungsweges schematisch durch einen mit "Wegdifferenz" bezeichneten Block 80 veranschaulicht. Es versteht sich, daf; die \7egdifferenz für die von den Ausgängen des magischen T 74- zugeführten Signale an jeder Stelle des Weges zwischen dem magischen T und dem Hohlleiterabschnitt 50" eingeführt werden kann. Beispielsweise kann ein Teil der V/egdifferenz in die Verbindung zwischen den magischen T 74 und den Eingängen des Hohlleiterabschnittes 50 und ein zusätzlicher Teil durch Versetzen der Eingangsarme in Längsrichtung des runden Hohlleiterabschnittes eingeführt werden. Es sei erneut darauf hingewiesen, daß die den Eingangsarmen des Hohlleiterabschnittes 50 zugeführten Signale wegen der unterschiedlichen Weglänge um 90° phasenverschoben und außerdem durch die Wirkung des Orthogonal-LIodenwandlers 51 räumlich senkrecht aufeinanderstehen. Der Ausgangs-Hohlleiter ab schnitt 52 der Doppeldrehkopplung 28c ist mit demjenigen der oben beschriebenen Doppeldrehkopplung 28a identisch.

Der Aufbau der Doppeldrehkopplungen nach den Fig. 5 und gib.; der;; Konstrukteur die I.Iöglichkeit, die Gesamtlänge der Hohileiterabschnitte mit kreisförmigem Querschnitt in solchen Fällen zu reduzieren, in denen in Richtung der i..ir-:,ilach.ae der Doppeldrehkopplung nur wenig Platz zur

1 ο ^:y<i a 1 /1121

Verfügung steht. Die einfache Ausbildung der erfindungsgemäßen Doppeldrehkopplungen vermindert die Toleranzschwierigkeiten, die bei komplizierteren Anordnungen angetroffen werden, und ermöglicht eine Vergröberung der Toleranzen für die Komponenten der verbleibenden Einheiten. Zugleich werden Störungen des Strahlungsdiagrammes reduziert, die sonst durch Mängel in dem KoppeInetzwerk zur Speisung der Antenne hervorgerufen werden.

Es wurde demnach eine verbesserte und zuverlässige Doppeldrehkopplung beschrieben, mit deren Hilfe zwei Ausgangssignale im Mikrowellenbereich von einem Sender-Multiplexersystem zwei Eingängen eines Antennensystems in der Weise zugeführt werden können, daß die Signale während der Übertragung durch die Drehkopplung isoliert bleiben, wodurch der Aufbau des Sender-Multiplexersystems vereinfacht werden kann. Die Signale werden in Ausgangsabschnitt der Doppeldrehkopplung in eine solche Form gebracht, daß ihre Phasenlage für das Aussenden einer relativ breiten Strahlungskeule geeignet ist„

P Obwohl vorstehend eine spezielle Anwendung der erfindungsgemäßen Doppeldrehkopplung in Satelliten behandelt worden ist, um die Vorteile und Eigenschaften dieser Drehkopplung zu veranschaulichen, versteht es sich, daß DoppeIdrehkopplungen gemäß der Erfindung aucii für viele andere Zwecke anwendbar sind. Anstatt die Ausgangsarme des Hohlleiterabschnittes 52 unmittelbar mit Sinspeisehörnern 24- und 26 zu verbinden, können sie "beispielsweise mit den Eingängen eines beliebigen anderen der vielen bekannten Einspeisenetzwerke für Antennen verbunden werden. Beispielsweise konnte ein solches Ein-

109883/1-121

Speisenetzwerk die zugeführten Signale so verarbeiten, daß sie für eine Anordnung von vier Einspeisehörnern geeignet sind. Beispielsweise könnte eine solche Anordnung zwei zentral angeordnete, gegenüber der Mitte versetzte Einspeisehörner aufweisen, die ein Sumiaensignal abstrahlen, und in Verbindung mit diesem inneren Paar äußere Einspeisehörner, die ein Differenzsignal abstrahlen. Weiterhin versteht es sich, daß die Anschlüsse zum Ein- und Auskoppeln der Mikrowellenenergie, die hier als Hohlleiterarme 54- und 56 dargestellt worden sind, auch auf andere bekannte Weise verwirklicht werden können, beispielsweise mit Hilfe von Sonden oder Koppelschlitzen. Weiterhin befaßt sich die vorstehende Beschreibung vornehmlich mit einer Sendeanordnung. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung ebenso bei einem Empfangssystem oder einer Kombination von Sende- und Empfangssystem verwendet werden kann» Beispielsweise könnte unter Verwendung von Einspeisehörnern, die zwei zueinander senkrechte, linear polarisierte Wellen zu übertragen vermögen, die empfangenen Signale einer Polarisation durch die Doppeldrehkopplung 28 mit Hilfe eines Koaxialkabels, das eine drehbare HP-Dichtung aufweist und durch die Mitte der Hohlleiterabschnitte 50 "und. 52 hindurchgeführt ist, durch die Drehkopplung 28 hindurchgeführt werden.

109883/1121

Claims

Patentansprüche

M.)Doppeldrehkopplung mit zwei axial hintereinander

angeordneten, gegeneinander verdrehbaren Hohlleiterabschnitten mit kreisförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Hohlleiterabscimitt (50) eine erste Einrichtung (51) gekoppelt ist, die auf linear polarisierte Eingangssignale anspricht und in dem ersten Hohlleiterabschnitt (50) * zwei entgegengesetzt umlaufende, zirkulär polarisierte

Signale erzeugt, und daß mit dem zweiten Hohlleiterabschnitt (52) eine zweite Einrichtung (63) gekoppelt ist j die auf die zirkulär polarisierten Signale anspricht und zwei um im wesentlichen 90 phasenverschobene, linear polarisierte Ausgangssignale erzeugt, von denen jedes eine von jedem der beiden zirkulär polarisierten Signale abgeleitete Komponente enthält_β

2s Doppe!drehkupplung nach Anspruch. 1_s dadurch gekennzeichnet 5 daß, wenn die das transversale elektrische ^ Ii'eld der linear polarisierten Eingangs signale repräsentierenden Yectoren durch cos (ο,Λ und cos .V_ot bestimmt sind, die erste Einrichtung (51) die Eingangs= signale in Signale der Porn e~ 'iVv'2 und e¹'2^t/¹,2 umwandelt und die zweite Einrichtung (63) die linear polarisierten Aus gangs signale in der Form cos ■-' t -;-sin iCpt und sin W^t -s· cos J-,"pt liefert,,

3« Doppeldrehkopplung nach Anspruch 1 oder 2% dadurch gekennzeichnet., daß die zweite Einrichtung (63) ein Orthogonalmodenv/andler mit sv/ei Ausgruigsarnioii (f·+ κ:,: - 66) ist j die nn; av/oiten Hohlleiterabsclinitt C^r%?)

BAD ORIGINAL

angebracht sind und von denen jeder eines der beiden linear polarisierten Ausgangssignale ■ liefert.

4. Doppeldrehkopplung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausgangsarme (64 und 66) in Umfangsrichtung des zweiten Hohlleiterabschnittes (52) um im wesentlichen 90° gegeneinander versetzt angebracht sind.

5. Doppeldrehkopplung nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Orthogonalmodenwandler (63) zwei im wesentlichen senkrecht aufeinanderstehende, im zweiten Hohlleiterabschnitt (52) angeordnete, leitende Diagonalwände (68 und 70) aufweist.

6. Doppeldrehkopplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (51) einen Orthogonalmodenwandler umfaßt, der mit einem polarisationsenpfindlichen Differenzphasenschieber gekoppelt ist.

7. Doppeldrehkopplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Orthogonalmodenwandler (51) der ersten Einrichtung zwei Eingangsarme (54 und 56) umfaßt, die am ersten Hohlleiterabschnitt (50) angebracht sind.

8. Doppeldrehkopplung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangsarme (54 und 56) in Umfangsrichtung des ersten Hohlleiterabschnittes (50) um im wesentlichen 90° gegeneinander versetzt angebracht sind.

109883/1121

9. Doppeldrehkopplung nach einen der Ansprüche 6 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der polarisationsempfindliche Differenzphasenschieber der ersten Einrichtung wenigstens eine im ersten Hohlleiterabschnitt (50) angeordnete Blende (62) umfaßt.

10. Doppeldrehkopplung nach einem der Ansprüche 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Orthogorialmodenwandler (51) der ersten Einrichtung zwei im wesentlichen senkrecht aufeinanderstellende, im ersten Hohlleiterab-

" schnitt (50) angeordnete, leitende Diagonalwände (58 und 60) aufweist.

11. Doppeldrehkopplung nach einen der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung als Differenzphasenschieber eine 90°-Hybride (72) mit zv/ei Eingängen und zwei Ausgängen umfaßt, deren Eingängen die linear polarisierten Eingangssignale zugeführt werden und deren Ausgänge mit den am ersten Hohlleiterabschnitt angebrachten Eingangsarmen (5^· und 56) verbunden sind.

12. Doppeldrehkopplung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzphasenschieber der ersten Einrichtung ein magisches T (7^0 umfaßt und die Ausgangsarme des magischen T mit den am ersten Hohlleiterabschnitt (50) angebrachten Eingangsarmen (54- und 56) derart verbunden sind, daß die elektrische Länge des einen Verbindungsweges um 90° größer ist als diejenige des anderen Verbindungsweges.

109883/1121

Le.e rs e ι te