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Einrichtung zur günstigsten Anpassung von Energieverbrauchern an Energieleitungen.
In vielen Fällen wird bei Hochfrequenzanlagen die Sendeenergie dem Verbraucher nicht direkt, sondern über eine Energieleitung zugeführt. Es liegt im Interesse der Spannungsbeanspruchung dieser Leitung sowie des Übertragungswirkungsgrades, die Energie möglichst nur in Form einer fortschreitenden Welle bei möglichster Vermeidung von stehenden Wellen zu übertragen. Bekanntlich wird dieser Zustand dadurch erreicht, dass der Verbraucherwiderstand am Ende des Kabels rein ohmisch von der Grösse des Wellenwiderstandes der Leitung gewälht wird.
Bei stationären Anlagen, die mit nur einer einzigen Welle arbeiten, ist dieser Idealzustand durch entsprechende Kopplungsorgane stets leicht zu erzielen, nicht so aber bei Anlagen, die mit sehr verschiedenen Wellen arbeiten und bei denen die Abstimmung des Verbrauchers, z. B. einer Antenne, häufig durch Fernbedienung geschieht. In diesem Falle muss man meist mit einer Fehlanpassung rechnen, und deshalb wird die Abstimmung ausserordentlich erschwert.
Handelt es sich beispielsweise um eine Antenne, die über eine Energieleitung von einem Sender gespeist wird, so ging man bisher so vor, dass man entweder den durch besondere Einrichtungen auf den Wellenwiderstand transformierten Antennenwiderstand einfach ans Kabelende legte (was aber nur bei längeren Wellen technisch einfach durchführbar ist) oder zunächst den Sender auf die gewünschte Welle abstimmte und die Antenne durch Verlängern oder Verkürzen an die Energieleitung möglichst anzupassen suchte. Hiefür diente eine Messung der Spannung oder des Stromes am Eingang oder Ende des Kabels als Anhalt, indem man auf die Spannung (oder den Strom) einstellte, bei der die für den betreffenden Sender bekannte maximale Leistung erreicht war. Diese Spannung ergibt sich aus dem Wellenwiderstand der Leitung und der Leistung.
Bei dieser letzteren Art der Abstimmung konnte man aber nicht übersehen, ob der grösste Übertragungswirkungsgrad der Leitung erreicht war und also die grösstmögliche Energie ausgestrahlt wurde und ob die Spannungsbeanspruchung der Leitung in den zulässigen Grenzen blieb, da nie mit Sicherheit festzustellen war, ob wirklich ein Ohmscher Widerstandwert von der Grösse des Wellenwiderstandes überhaupt an einer Stelle der Abstimmung vorhanden war. Man konnte also nicht übersehen, ob stehende Wellen in geringstmöglichem Masse auftraten. Dies ist nämlich die Bedingung für die aufgestellten Forderungen.
Nach der Erfindung wird die günstigste Anpassung von Energieverbrauchern, z. B. Sendeantennen, an Energieleitungen dadurch erreicht. dass die Energileitung ganz oder teilweise mit diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Spannungs- oder Strommesseinrichtungen ausgerüstet ist, die auf einen gemeinsamen Anzeiger arbeiten und so das Minumum von stehenden Wellen erkennen lassen.
An Hand der in der Abbildung dargestellten beispielsweisen Anordnung soll die Erfindung näher erklärt werden :
EMI1.1
EMI1.2
EMI1.3
(Gleichrichter) angeschlossen werden, die auf ein gemeinsames Anzeigeinstrument M arbeiten, wobei die Energieleitung auch zugleich als Messleitung ausgenutzt werden kann.
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Die Abstimmung vollzieht sich nun in einfachster Weise derart, dass die Verbraucherabstimmung auf ein Minimum der am Kabel auftretenden Maximalspannung hin erfolgt (in diesem Beispiel durch
Auf-oder Abwickeln der Antenne A auf die bzw. von der Trommel T mittels des auf die Rolle R auf- gewickelten Seiles S) und gleichzeitig durch die Kopplungsänderung die Hochfrequenzeingangsleistung des Kabels (Messung der Gleichstromaufnahme des Senders) konstant gehalten wird. Diese Konstant- haltung kann auch automatisch geschehen.
Dass diese Maximalspannung sich bei verschiedenen Abstimmstellungen am Kabelende längs des Kabels verschiebt, macht wegen der Vielzahl der Messstellen nichts aus. Da sich nämlich die Kabel- seele bzw. der gemeinsame Zusammenschlusspunkt der Gleichrichter bei hochohmigem Gleiehriehterinstrument praktisch auf den Scheitelwert der Wechselspannung auflädt, treten jeweils nur der oder diejenigen Gleichrichter in Funktion, die an der Stelle der jeweils höchsten Spannung sich befinden, gleichgültig, an welchem Punkte des Kabels diese Stelle nun gerade ist.
Eine derartige Messeinrichtung kann auch dazu dienen, den Sender automatisch bei etwa auf- tretenden unzulässig hohen Spannungen, die die Energieleitung gefährden könnten, abzuschalten.
Solche Fälle könnten z. B. bei mechanischen Defekten in der Antenne oder bei Ansprechen des t'ber- spannungssehutzes (Blitzsehutzes), z. B. durch atmosphärische Entladungen, eintreten.
Natürlich ist der Erfindungsgedanke nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt. Man könnte z. B. bei ultrakurzen Wellen daran denken, die Gleichrichtung kontinuierlich längs der Leitung zu ver- teilen, indem die Leitung unter Vakuum gesetzt und ein Leiter emittierend gemacht wird. Ferner könnte man die stets nötigen Distanzierungsisolatoren zugleich als Gleichrichter ausbilden (z. B. Trocken- gleichrichtersäulen).
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Ströme an Stelle der Spannungen zu messen. Zu diesem
Zweck könnte man beispielsweise Stromwandler in die Energieleitung einbauen. Die ganze Messeinrieh- tung wird allerdings verwickelter als bei einer Spannungsmessung.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, in der Messstrecke die elektrische Wellenlänge gegenüber der mechanischen, z. B. durch Verwendung von Dielektrika mit einer Dielektrizitätskonstante grösser als 1 oder durch spiralförmig ausgebildete Innenleiter (grössere Induktivität), herabzusetzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messeinrichtung zur Bestimmung des Grades der Anpassung von Energieverbrauchern (Sende- antennen) an Energieleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieleitung ganz oder teilweise mit diskontinuierlich oder kontinuierlich verteilten Spannungs- oder Strommesseinrichtungen ausgerüstet ist, die auf einen gemeinsamen Anzeiger arbeiten.