Ein Rechteck-Rund-Hohlleiterübergang verbindet unterschiedliche Querschnitte und koppelt dabei die vorgesehenen Feldmoden. Häufig geht es um TE10 im Rechteck und eine Orientierung von TE11 im Rundhohlleiter. Eine passende mechanische Öffnung allein garantiert weder geringe Reflexion noch reine Moden.
Was der Übergang leisten muss
Definieren Sie Frequenzband, Moden, Polarisation, Flansche und Leistung an beiden Enden. Die Geometrie verändert die Randbedingungen und damit die Feldverteilung. Dies ist mehr als das Verbinden zweier skalarer Impedanzwerte.
Eine gestufte oder kontinuierlich verjüngte Form kann Teil der Lösung sein. Länge und Profil sind Entwurfsgrößen; eine universelle Länge von 10–20 Wellenlängen gibt es nicht. Geben Sie bei einer Längenangabe auch an, ob freie oder geführte Wellenlänge gemeint ist.
Grenzfrequenzen beider Seiten
Beim luftgefüllten Rechteck gilt fc,10 = c/(2a), mit innerer Breite a. WR-90 hat innen 22,86 × 10,16 mm und eine TE10-Grenze von etwa 6,56 GHz. Der übliche Einsatzbereich liegt bei 8,2–12,4 GHz.
Für den idealen luftgefüllten Kreis mit Innendurchmesser d gilt fc,TE11 ≈ 1,8412c/(πd). Der nächste Modentyp TM01 hat fc,TM01 ≈ 2,4048c/(πd).
| Mode | Grenzfrequenz |
|---|---|
| TE11 | Etwa 5,17 GHz. |
| TM01 | Etwa 6,75 GHz. |
Damit ist 7–11 GHz für diesen Querschnitt kein automatisch streng einmodiger Bereich. Eine Modenfamilie kann oberhalb ihrer Grenze existieren, ohne bei idealer Symmetrie stark angeregt zu werden. Das ersetzt keine Prüfung von Fertigungsfehlern und Übergängen.
TE11 bedeutet nicht automatisch zirkulare Polarisation
Im idealen Kreis gibt es zwei orthogonale Orientierungen von TE11 mit derselben Grenzfrequenz. Die passende Überlagerung kann lineare oder zirkulare Polarisation ergeben.
Eine runde Öffnung allein erzeugt keine zirkulare Polarisation. Dafür benötigt man geeignete Amplituden und Phasen, gegebenenfalls mit Polarisator. Beschreiben Sie auch die Ausrichtung zum rechteckigen Port.
Reflexion und zusätzliche Moden begrenzen
Optimieren Sie das Profil über das ganze Band. Ein längerer Übergang kann den Feldverlauf sanfter verändern, beansprucht aber Platz und zusätzliche leitende Länge. Er ist nicht unter jeder Randbedingung automatisch verlustärmer.
Simulieren Sie alle relevanten Portmoden und untersuchen Sie Toleranzen, Versatz, Fugen und Oberflächen. Ein niedriges S11 allein zeigt nicht, wie viel Leistung in der gewünschten Ausgangsmode ankommt.
Verlust und Leistungsangabe richtig lesen
0,5 dB Übertragungsverlust entsprechen ungefähr 89,1% übertragener Leistung unter den definierten Bedingungen. 98% entsprechen etwa 0,088 dB. Beide Größen dürfen nicht ohne Bezugsdefinition als gleichwertige Spezifikation erscheinen.
Trennen Sie Reflexion, dissipierte Leistung und unerwünschte Ausgangsmoden. Mittlere und Spitzenleistung, Druck, Temperatur und angeschlossene Last bestimmen die Prüfung. Runde Geometrie garantiert keine pauschal um 30–50% geringeren Verluste.
Abnahme
- Innenmaße, Flanschform, Orientierung und Oberflächen prüfen.
- VNA-Kalibrierung und Referenzebenen dokumentieren.
- Reflexion und Übertragung über das Band messen.
- Modenreinheit und Polarisation passend zur Anforderung bestätigen.
- Leistungs- und Dichtheitsprüfungen separat festlegen, wenn gefordert.
Bei einer Rücken-an-Rücken-Messung darf der Gesamtverlust nicht ohne Bewertung von Reflexionen und Zwischenstück einfach halbiert werden.
Die Grenzformeln stehen in SPINNER TD-00036, Ausgabe X, Seite 17. Die Hohlleitermathematik ergänzt das Rechteckmodell. Produktgarantien müssen für den konkreten Übergang vorliegen.
