Für die Kombination und Trennung von orthogonal po- larisierten Signalen sind verschiedene Ausführungs- formen bekannt. Ein Überblick über Bauformen sol- cher Polarisationsweichen beziehungsweise- kombinierer wird in"Waveguide Components for An- tenna Feed Systems : Theory and CAD", Artech House, 1993, Seiten 377 ff. gegeben.

Da sich Polarisationsweichen und-kombinierer nicht in ihren Bauformen, sondern lediglich in der Rich- tung, in der sie von den elektromagnetischen Wellen durchlaufen werden, unterscheiden, wird im folgen- den der Begriff"Polarisationsweiche"für beides gebraucht.

Einfache Bauformen ergeben sich, wenn in dem ge- meinsamen Anschlußhohlleiter, an dem die Polarisa- tionsweiche montiert wird, nur die Grundwellentypen H10 und HO1 ausbreitungsfähig sind. Diese Beschrän-

kung begrenzt das Nutzfrequenzband solcher Ausfüh- rungsformen auf ca. 25%.

Polarisationsweichen mit einer Bandbreite von mehr als 30h erfordern aufwendigere Konstruktionen, bei denen aufgrund von Symmetrie im Verzweigungsbereich der Weiche die Ankopplung von im AnschluShohlleiter ausbreitungsfähigen höheren Wellentypen unterbunden ist. Auf Seite 397 der oben genannten Literatur- stelle ist eine Polarisationsweiche mit einem sol- chen symmetrischen Aufbau abgebildet, die einen Eingangsabschnitt, in dem zueinander orthogonal po- larisierte Wellentypen ausbreitungsfähig sind, zwei sich in Verlängerung des Eingangsabschnitts er- streckende, durch ein Septum getrennte erste Aus- gangsabschnitte für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in der Ebene des Septums seitwärts erstreckende zweite Ausgangsabschnitte für den zweiten Wellentyp aufweisen. Dieser Aufbau ent- spricht einer Fünftor-Hohlleiterverzweigung mit zwei symmetrischen Hohlleiterpaaren, die den ersten beziehungsweise zweiten Ausgangsabschnitten ent- sprechen, wobei der Grundwellentyp jedes dieser Ausgangsabschnitte an die Hälfte der Signalenergie der zugeordneten Polarisation des Eingangsab- schnitts ankoppelt. Erste und zweite Ausgangsab- schnitte sind voneinander entkoppelt. Die ersten beziehungsweise zweiten Ausgangsabschnitte können durch geeignete Mittel wie Verzweigungen, ein magi- sches T etc. zusammengeführt werden, so daS die zwei orthogonalen Polarisationen an jeweils einem Anschluß abgegriffen oder-bei Verwendung der Po- larisationsweiche zum Kombinieren von zwei orthogo-

nalen Polarisationen in einem Anschlußhohlleiter- eingespeist werden können.

Die maximal erreichbare Nutzbandbreite ist bei die- ser bekannten Polarisationsweiche auf ca. 50% be- grenzt. Der Grund dafür ist, daß innerhalb der paarweise symme-trischen Anschlußabschnitte die Wel- lentypen, deren elektromagnetische Felder orthogo- nal zu den jeweiligen Grundwellentypen orientiert sind, ausbreitungsfähig werden, wenn die Frequenz der Welle das Zweifache der Grenzfrequenz des be- treffenden Anschlußabschnitts überschreitet. Wenn aber die Anschlußhohlleiter in der Lage sind, die jeweils orthogonale Polarisation zu übertragen, ist dieses Prinzip nicht mehr anwendbar, da die für die Wellentypen erforderlichen Kurzschlußebenen in der Verzweigungszone nicht mehr vorhanden sind.

Aus GB 2 175 145 ist eine Polarisationsweiche be- kannt, die an den Innenflächen ihres Eingangsab- schnitts und an vier sich in Verlängerung der In- nenwände erstreckenden Anschlußabschnitten Stege aufweist. Der Aufbau dieser Polarisationsweiche ist aufwendig, außerdem macht die Tatsache, daß alle vier Ausgangsabschnitte die gleiche Orientierung parallel zur Achse des Eingangsabschnitts aufwei- sen, die Verwendung von komplizierten, in mehreren Ebenen geschwungenen Anschlußleitern erforderlich, um die an jeweils zwei Ausgangsabschnitten anlie- genden orthogonalen Polarisationskomponenten zu vereinigen.

Vorteile der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Polarisa- tionsweiche geschaffen, mit der die orthogonalen Wellentypen eines an einen Eingangsabschnitt der Polarisationsweiche angeschlossenen gemeinsamen Hohlleiters in einem sehr breiten Frequenzband un- abhängig angekoppelt werden können. Die Breite des Frequenzbands kann 56% und mehr betragen.

Dieser Vorteil wird bei einer Polarisationsweiche mit einem Eingangsabschnitt, in dem zueinander or- thogonal polarisierte Wellentypen ausbreitungsfähig sind, zwei sich in Verlängerung des Eingangsab- schnitts erstreckenden, durch ein Septum getrennten ersten Ausgangsabschnitten für einen ersten der Wellentypen und zwei sich in einer Ebene des Sep- tums seitwärts erstreckenden zweiten Ausgangsab- schnitten für den zweiten Wellentyp dadurch er- reicht, daS die zweiten Ausgangsabschnitte als Koa- xialleiter ausgebildet sind. Das Septum bewirkt, daß von zwei orthogonal polarisierten Wellentypen H10, H01, die in dem Eingangsabschnitt ausbreitungs- fähig sind, derjenige mit zur Orientierung des Sep- tums parallelem E-Feld reflektiert wird. Somit ent- steht für diesen Wellentyp eine Kurzschlußebene, so daß im entsprechenden Feldstärkemaximum vor dem Septum eine Koaxialleiterankopplung durchgeführt wird. Um eine möglichst reflexionsarme Ankopplung des Wellentyps mit zum Septum senkrechtem E-Feld an die ersten Ausgangsabschnitte zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn das Septum einen sich in den Ein- gangsabschnitt hinein verjüngenden Vorderabschnitt aufweist Die zweiten Ausgangsabschnitte münden dann zweckmäßigerweise zwischen der Spitze und der

Basis des Vorderabschnitts in den Eingangsab- schnitt.

Um den Eindeutigkeitsbereich der Polarisationswei- che zu vergrößern, ist es zweckmäßig, ihren Ein- gangsabschnitt an seinen Wanden mit einwärts vor- springenden, in Längsrichtung orientierten Stegen zu versehen.

Diese Stege sind zweckmäßigerweise an denjenigen Wänden des Eingangsabschnitts, an denen die zweiten Ausgangsabschnitt nicht einmünden, in die ersten Ausgangsabschnitte hinein verlängert, um auch deren Eindeutigkeitsbereich zu vergröSern.

Ein mit derartigen Stegen versehener Hohlleiter hat eine tiefere Grenzfrequenz als ein Hohlleiter ohne Stege mit entsprechenden Abmessungen. Deshalb ist der Eindeutigkeitsbereich des Hohlleiters mit Ste- gen größer.

Wenn der Eingangsabschnitt keine Stege aufweist, die ersten Ausgangsabschnitte aber aufgrund der großen Bandbreite mit Stegen ausgeführt sind, ist es zweckmäßig, am Übergang zwischen dem Eingangsab- schnitt und den ersten Ausgangsabschnitten eine Stufe vorzusehen, wobei sich die Stege von der Stu- fe aus nur aber einen Teil der Länge des Eingangs- abschnitts erstrecken. Die Querschnitte können dann zweckmäßigerweise so bemessen sein, daß die Grenz- frequenzen von sich entsprechenden Wellentypen des steglosen Teils des Eingangsabschnitts und der er- sten Ausgangsabschnitte gleich sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren.

Figuren Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils perspektivi- sche Ansichten von ver- schiedenen Ausgestaltungen von Polarisationsweichen gemäß der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine Polarisationsweiche 1 nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Polarisati- onsweiche hat einen quaderförmigen Körper mit einem Eingangsabschnitt 2 mit quadratischem Querschnitt, in dem die Wellentypen H10 und H01 ausbreitungsfä- hig sind, und zwei daran anschließenden ersten Aus- gangsabschnitten 3,3', die durch eine Trennwand oder ein Septum 4 getrennt sind, das aus dem glei- chen leitfähigen Material wie die Wände der Polari- sationsweiche bestehen kann. In den ersten Aus- gangsabschnitten 3,3' ist jeweils nur der Wellentyp H10 ausbreitungsfähig. Die Querschnitte der zwei ersten Ausgangsabschnitte sind identisch, so daß die Energie einer in den Eingangsabschnitt 2 ein- tretenden H10-Welle zu gleichen Teilen auf diese zwei Ausgangsabschnitte 3,3' aufgeteilt wird. Der H01-Wellentyp hingegen wird am Septum 4 reflek- tiert.

Um Reflexionen bei der Ankopplung des H10- Wellentyps an die ersten Ausgangsabschnitte 3,3' möglichst gering zu halten, ist das Septum 4 mit einem Vorderabschnitt 5 versehen, der sich spitz zulaufend in den Eingangsabschnitt 2 hinein er- streckt. Zweite Ausgangsabschnitte 6 in Form von Koaxialleitern sind an den durch das Septum verbun- denen Wänden der Polarisationsweiche angeordnet und erstrecken sich symmetrisch senkrecht zur Längs- richtung der Polarisationsweiche, das heißt zur x- Richtung des in der Figur dargestellten Koordina- tensystems. Der Bereich des Septums, der mit den Seitenwänden kontaktiert ist, bewirkt für den H01- Wellentyp einen Kurzschluß. Das auftretende elek- trische Feldstärkemaximum, das von den Koaxiallei- tern 6 angekoppelt wird, liegt im Bereich der Sep- tumspitze 19. Durch geeignete Formgebung der Spitze kann die Ankoppelfunktion für den breiten Frequenz- bereich optimiert werden.

Die Koaxialleiter 6 koppeln kapazitiv an den Ein- gangsabschnitt 2 mit Hilfe von ins Innere des Ein- gangsabschnitts 2 vorstehenden Enden ihrer Innen- leiter 7. Diese Enden erreichen nicht den Vorderab- schnitt 5 des Septums. Um ihre Ankopplung zu ver- bessern, ist an den freistehenden Enden der Innen- leiter 7 jeweils eine Perle oder Verdickung 8 aus einem leitfähigen Material vorgesehen. Die genaue Form der Perle 8 ist in Verbindung mit der Septum- kontur für die breitbandige Ankopplung entschei- dend, sie kann zum Beispiel sphärisch, flachzylin- drisch oder scheibenförmig sein, und ihr Durchmes- ser ist typischerweise wesentlich gruger als der

des Innenleiters, aber kleiner als der des gesamten Koaxialleiters.

Gegenüber der zum Beispiel aus GB 2 175 145 A be- kannten Lösung mit ausschließlich verzweigenden Hohlleitertoren hat diese Lösung den Vorteil, daß die Koaxialtore der zweiten Ausgangsabschnitte 6 nur unwesentliche Ruckwirkungen auf die Auslegung der axialen Hohlleiterverzweigung der ersten Aus- gangsabschnitte 3,3' haben.

Aufgrund der Symmetrie der vorgeschlagenen Anord- nung kann die Polarisationsweiche auch noch ober- halb der Grenzfrequenz der H20/H02-Wellentypen des Eingangsabschnitts beziehungsweise eines daran an- geschlossenen Hohlleiters verwendet werden. Voraus- setzung hierfür ist, daß in den ersten Ausgangsab- schnitten keine höheren Wellentypen ausbreitungsfä- hig sind, an die der orthogonale Wellentyp H01 des Eingangsabschnitts ankoppeln kann.

In Figur 2 ist eine Abwandlung der erfindungsgemä- Sen Polarisationsweiche dargestellt, bei der der Eingangsabschnitt 2 an allen vier Wänden mittig an- geordnete, in Längsrichtung orientierte Stege 10,11,12,13 aufweist. Die Stege 10,11, die sich von der unteren beziehungsweise oberen Wand ins Innere der Polarisationsweiche erstrecken, setzen sich über den Eingangsabschnitt 2 hinaus in die durch das Septum 4 definierten ersten Ausgangsabschnitte 3,3' fort. Diese Stege bewirken daher sowohl im Eingangsabschnitt 2 als auch in den ersten Aus- gangsabschnitten eine VergröSerung des Eindeutig- keitsbereichs. Die Stege 12,13, die sich an den

seitlichen Wänden der Polarisationsweiche in der Ebene des Septums 4 erstrecken, enden jeweils im Bereich der Einmündungen der Koaxialleiter 6,6'.

Die Kontur des Vorderabschnitts 5 des Septums 4 und die Stege 12,13 ermöglichen auch hier eine Ankopp- lung der Koaxialleiter 6,6' aber einen sehr breiten Frequenzbereich, wobei in diesem Beispiel eine gal- vanische Ankopplung dargestellt ist, das heißt die Innenleiter 7 der Koaxialleiter sind leitend mit dem Vorderabschnitt 5 des Septums 4 verbunden.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Eingangsabschnitt 2 zunächst quadratisch und ohne Stege ausgeführt ist, wobei sich Stege 14,15 ledig- lich an den oberen und unteren Enden des Eingangs- abschnitts etwa in Höhe des Vorderabschnitts 5 des Septums beziehungsweise der Einmündungen der Koa- xialleiter 6,6' in den Eingangsabschnitt erstrek- ken.

Zu den Stegen 14,15 parallele Stege 16,17 sind an jeweils einer AuSenwand der sich in Fortsetzung des Eingangsabschnitts erstreckenden ersten Ausgangsab- schnitte 3,3'ausgebildet. Da bei gleicher Grenz- frequenz Steghohlleiter geringere Querschnittsab- messungen aufweisen als ungestörte Rechteckhohllei- ter, können die ersten Ausgangsabschnitte 3,3' beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 mit einem kleineren Querschnitt ausgebildet werden als bei der Figur 1, die die Stege nicht aufweist. Die ersten Ausgangs- abschnitte 3,3' und der Eingangsabschnitt 2 treffen an einer Stufe 18 aufeinander, die in Höhe der Ba- sis 20 des Vorderabschnitts 5 des Septums liegt, das heißt dort, wo die Seitenkanten des Vorderab-

schnitts die Wände erreichen. Die sich von der Schulter 18 aus in den Eingangsabschnitt 2 hinein erstreckenden Stegabschnitte 14,15 dienen einer allmählichen, möglichst reflexionsarmen Ankopplung des H10-Wellentyps des Eingangsabschnitts 2 an die ersten Ausgangsabschnitte.

Alternativ können auch mehrere Schultern im Über- gangsbereich zwischen Eingangsabschnitt und ersten Ausgangsabschnitten vorgesehen sein, und sie können sich auch aber den Anschlußbereich der Koaxiallei- ter 6,6' hinaus in Richtung eines an den Eingangs- abschnitt 2 angeschlossenen Quadrathohlleiters er- strecken.

Der Verlauf des Vorderabschnitts des Septums kann sowohl kontinuierlich, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, als auch gestuft sein. Es ist ferner mög- lich, daß das Septum auf seiner Unter-und Obersei- te einen Steg aufweist, so daß zum Beispiel bei den Figuren 2 und 3 die ersten Ausgangsabschnitte je- weils an beiden Breitseiten einen Steg aufweisen würden. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, den Steg im Bereich des Vorderabschnitts ebenfalls mit in Richtung der Spitze 19 des Vorderabschnitts abnehmenden Abmessungen, zum Beispiel mit kontinu- ierlich abnehmender Höhe oder gestuft, auszubilden, um eine möglichst reflexionsarme Verzweigung zu er- reichen.

Die ersten und zweiten Ausgangsabschnitte können nun sehr einfach durch geeignete Mittel in der Wei- se verschaltet werden, daß die Signalanteile jeder Polarisation kombiniert und an einer zugeordneten

Schnittstelle abgegriffen oder, bei Verwendung der Polarisationsweiche als Kombinierer eingespeist werden können.

Für die sich in axialer Richtung der Polarisations- weiche erstreckenden ersten Ausgangsabschnitte kann dies einfach durch Verwendung einer E-Ebenen- Verzweigung oder durch ein gefaltetes magisches T am Ende des Septums erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn dazu im Bereich des Septums die Schmalseiten der ersten Ausgangsabschnitte reduziert werden, um einen eindeutigen Querschnitt im Bereich der Ver- zweigung beziehungsweise des magischen T zu errei- chen und so eine Beeinträchtigung durch höhere Wel- lentypen auszuschließen.

Die Koaxialleiter können über koaxiale Koppelmittel zusammengefaßt werden. Eine andere Möglichkeit be- steht darin, die Koaxialleiter mit geeigneten Hohl- leiterübergängen zu verbinden, so daß die Signale aber eine E-Ebenen-Verzweigung oder ein magisches T kombiniert werden können. Im Gegensatz zu einer ausschließlichen Lösung in Hohlleitertechnik gemäß dem Stand der Technik werden hier sehr lange Hohl- leitertransformatoren zur Reduktion des Quer- schnitts vermieden, da bei den Koaxialleiterüber- gängen ein entsprechend reduzierter Querschnitt für die Verzweigung berücksichtigt werden kann. Damit ergibt sich für eine Polarisationsweichenanordnung ein sehr kompakter Aufbau.