Was ist ein Orthomode-Wandler?
Ein Orthomode-Wandler ist ein passives Mikrowellengerät, mit dem der Mikrowellensender und -empfänger auf demselben Horn oder derselben Antenne senden und empfangen können. In Mikrowellen-Kommunikationsschaltungen befasst sich die Übertragungsleitung sowie die Antenne mit der elektromagnetischen (EM) Welle. Der Orthomodewandler wird hauptsächlich bei Transceivern verwendet, die von Satellitendaten und Satellitenfernsehen verwendet werden.
In Mikrowellentransceivern ist der Wellenleiter ein Gerät, das als Übertragungsleitung fungiert und die gleiche Funktion wie eine Übertragungsleitung für Anwendungen mit niedrigerer Funkfrequenz (RF) hat. Bei Frequenzen von mehr als einigen zehn Gigahertz (GHz), bei denen 1 GHz eine Milliarde Zyklen pro Sekunde ist, geht bei Verwendung eines Koaxialkabels oder einer Übertragungsleitung zur Verbindung mit der Antenne das gesamte Signal im Koaxialkabel verloren. Ein Ansatz besteht darin, die Übertragungsleitung zu überspringen, um den Mikrowellentransceiver dorthin zu bringen, wo sich die Antenne befindet, die normalerweise in großer Höhe an einem Funkturm angebracht ist. Der Wellenleiter wurde später als Übertragungsleitungsäquivalent verwendet, obwohl er nicht wie die anderen Übertragungsleitungen reine elektrische Energie führt. Es überträgt eine EM-Welle, die dasselbe Energieformat aufweist wie die Funkwellenausbreitung über die Luft.
Der Orthomode-Wandler verwendet das Prinzip, dass zwei Mikrowellen-EM-Emissionen mit derselben Frequenz sich gegenseitig stören, wenn diese beiden EM-Wellen gleich polarisiert sind. Die Polarisation hat mit der relativen Position der magnetischen Komponente der Emission zu tun. Eine vertikal polarisierte Emission hat ein vertikales Magnetfeld und ein horizontales elektrisches Feld. Darüber hinaus arbeitet der Orthomodewandler mit zwei Emissionen mit sehr nahen Frequenzen, wobei eine orthogonal oder um 90 Grad von der anderen in EM-Orientierung getrennt ist. Orthomode-Wandler behalten die orthogonale Trennung bei und ermöglichen, dass das gesendete und das empfangene Signal auf derselben Antenne koexistieren.
Orthomode-Wandler haben drei Anschlüsse: Speisehorn- oder Antennenanschluss, Senderanschluss und Empfängeranschluss. Sie entsprechen Frequenzduplexern, die so genannte abgestimmte Radiohohlräume verwenden, deren Geometrien mit den Funkgeometrien von HFs korrelieren. Diese geometrischen Größen von RFs werden als Wellenlängen bezeichnet. Wenn das elektrische Feld eine leitende Geometrie sieht, die ein Vielfaches der halben Wellenlänge beträgt, geht es nur durch, aber wenn es eine leitende Geometrie sieht, die ein ungerades Vielfaches der viertel Wellenlänge ist, wird es kurzgeschlossen.
Im Wellenleiter und im Orthomode-Wandler muss die Abmessung des Hohlquerschnitts eine geeignete Funktion der Signalwellenlänge sein. Der Orthomode-Wandler leitet die übertragene Energie zur Antenne oder zum Speisehorn und schützt den Empfänger, indem verhindert wird, dass die übertragene Energie den Empfänger erreicht. Es nimmt das eingehende Signal vom Horn und leitet es an den Empfänger weiter. Orthomode-Wandler nutzen auch die Polarisationsdifferenz, um die gesendeten und empfangenen Signale zu isolieren.