Grundlagen der Radartechnik

Runde und elliptische Hohlleiter

Runde und elliptische Hohlleiter erhielten ihren Namen aufgrund ihres Querschnittes. Heutzutage werden Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt eher für langwelligere Anwendungen im UHF-Bereich angewendet. In höheren Frequenzbereichen werden sie oft nur noch für kurze Verbindungen eingesetzt.

Runde Hohlleiter sind in höheren Frequenzbereichen günstiger, eine Verarbeitung ist aber dafür komplizierter. Mathematisch lassen sich runde Hohlleiter wie elliptische berechnen, wenn die Seiten a = b gesetzt werden.

Die Errechnung der Grenzwellenlänge ist sehr kompliziert. Aber als visuelle Faustregel kann festgestellt werden, dass elliptische Hohlleiter in ihren Ausmaßen fast doppelt so groß wie ein elektrisch gleichwertiger rechteckiger Typ sind. Entscheidender Vorteil eines flexiblen elliptischen Hohlleiters ist, dass größere Längen davon in Rollen oder auf Kabeltrommeln transportierbar sind. Elliptische Hohlleiter lassen dabei kleinere Biegeradien zu, als rein runde Hohlleiter.

Bild 2: E-Feld im elliptischen Hohlleiter (Momentanaufnahme)

Bild 2: E-Feld im elliptischen Hohlleiter (Momentanaufnahme)

Die Bezeichnung der Moden weichen von denen der Moden im rechteckigen Hohlleiter ab. In einem elliptischen Hohlleiter können cosinus-elliptische H_Cm,n als auch sinus-elliptische H_Sm,n Wellen auftreten. Generell gibt „m“ die Anzahl der Feldstärke-Maxima auf der breiten Seite und „n“ auf der schmalen Seite an. Eine H₂₁ Welle hat in einem rechteckigen Hohlleiter folglich zwei Feldstärke-Maxima auf der breiten und eines auf der schmalen Seite. Die Grundwelle eines runden Hohlleiters wird als H_C11 bezeichnet.

Sonde für horizontale
Polarisation

Sonde für vertikale
Polarisation (dahinter)

Pfosten für Kurzschluss
zwischen den Sonden

Bild 3: Runder Hohlleiter in einem LNB

Sonde für horizontale
Polarisation

Sonde für vertikale
Polarisation (dahinter)

Pfosten für Kurzschluss
zwischen den Sonden

Bild 3: Runder Hohlleiter in einem LNB

Angewendet werden runde Hohlleiter:

• für relativ lange Hohlleiterverbindungen;
• wenn zirkular polarisierte Wellen zur Antenne geführt werden sollen;
• wenn linear vertikal und horizontal polarisierte Wellen gleichzeitig vorliegen (so zum Beispiel ist der kurze Abschnitt zwischen dem Hornstrahler von Low Noise Blockconvertern (LNB), die in Parabolantennen für den Satellitenempfang Verwendung finden, ein runder Hohlleiterabschnitt);
• in drehbaren Hohlleiterverbindungen.

In Bild 3 ist ein Blick in den Rillenhornstrahler eines LNBs gewährt, dessen Plastikhüllen entfernt wurden. Auffällig ist ein Kurzschlusspfosten zwischen den beiden E-Sonden. Die E-sonde für das horizontal polarisierte Feld ist nur in der Vergrößerung direkt vor diesem Pfosten zu erkennen. Beachte: der LNB ist hier liegend gezeigt, in der Montageposition ist das Bild um 90° gedreht.