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Hohlleitereinspeisung

Bild 1: Abstände zu den Wänden

Bild 1: Abstände zu den Wänden

Hohlleitereinspeisung

Die elektrische Energie wird mit einer Sonde eingekoppelt, die λ/4 vom geschlossenen Ende entfernt in den Hohlleiter hineinragt. Der Einspeisepunkt ist somit λ/4 vom Ende und λ/4 von den b-Seiten entfernt. Die sich von der Sonde des Kopplers ablösende Welle „sieht” an drei Seiten den unendlich hohen Widerstand der kurzgeschlossenen λ/4- Leitung. Die elektromagnetische Welle kann sich also nur in der verbleibenden Richtung ausbreiten.

Hohlleitersonden sind prinzipiell reversibel, d.h. eine Sonde zum Einkoppeln von HF-Energie kann ebensogut auch zum Auskoppeln von HF-Energie verwendet werden. Bei der Sondenkopplung wird zuerst ein E-Feld erzeugt, welches ein H-Feld zu Folge hat.

Koaxialkabel
Magnetfeld (H)

Bild 2: Schleifenkopplung im Hohlleiter

Koppelschleifen für etwa 1 060 MHz an BNC-Buchsen: Die Einkoppelschleifen werden direkt mit dem Stecker (hier BNC-buchse) montiert. Die Isolierung aus weißem Teflon ist so dick wie die Wandstärke des Resonators, die an dieser Stelle verdickt ist, um das Gewinde für die Befestigungsschrauben aufnehmen zu können.
Koaxialkabel
Magnetfeld (H)

Bild 2: Schleifenkopplung im Hohlleiter

Praktisch ist jedoch ein kleines Problem zu bewältigen. Die Sonde sollte für das Kabel auch eine gute Anpassung haben. Das bedeutet, sie sollte auch λ/4 lang sein! Leider steht dieses Maß aber im Widerspruch mit der Kantenlänge b, die meist auch nur ein wenig länger als λ/4 ist.

Deswegen erhält die Sonde oft eine zusätzliche Kapazitätslast. Im Bild 4 gezeigten Beispiel ist mit einer gegenüberliegenden Abstimmschraube diese zusätzliche Kapazitätslast realisiert, auch um eine abstimmbare Resonanzfrequenz zu erreichen. Die zur Spitze hin stark verbreiterte Form der Sonde bewirkt eine größere Bandbreite der Sonde.

Bild 3: Einspeisung mit einer an der Hohlleiterrückwand befestigten Patchantenne.

Einspeisung mit einer an der Hohlleiterrückwand befestigten Patchantenne.

Bild 3: Einspeisung mit einer an der Hohlleiterrückwand befestigten Patchantenne.

Einspeisung durch eine Leiterschleife

Bei der Schleifenkopplung wird zuerst ein H-Feld erzeugt, welches ein E-Feld zu Folge hat. Durch eine Leiterschleife wird eine Wechselspannung geleitet. Diese verursacht ein Magnetfeld um die Schleife und wird deswegen auch H-Sonde genannt. Da aber keine magnetischen Feldlinien senkrecht auf leitenden Flächen stehen, sondern parallel dazu verlaufen, nehmen die magnetischen Feldlinien die Formen des Hohlleiters an und bilden geschlossene Linien. Diese Feldlinien ändern ihre Richtung im Takt der Frequenz und wandern als feste Pakete längs zum Hohlleiter in die Ausbreitungsrichtung.

Die effektivste Stelle für die Installation einer Schleifenkopplung ist diejenige, bei der das H-Feld bei normaler Ausbreitung im Hohlleiter ein Maximum hat.

Einspeisung mit einem Patch

Moderne Technologien machen es möglich, dass die Einspeisung auch durch eine Patchantenne vorgenommen werden kann. Das Moderne ist daran nicht die Patchantenne selbst, sondern die Möglichkeit, auf der Rückseite des mehrlagigen Leiterplattensubstrats zum Beispiel die komplette Oszillatorschaltung unterzubringen. Durch den koaxialen Anschluss wird in diesem Fall nur noch die Versorgungsspannung geleitet.

Bildergalerie Hohlleitereinkopplung
Sonde im Hohlleiter
Bild 4: E- Sonde im Hohlleiter für 2,7 GHz

Bild 5: Koppelschleifen für etwa
1 060 MHz an BNC-Buchsen