DE1008794B - Verfahren zum elektronischen Umschalten von Hoechstfrequenzkreisen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Jetzt Kl. Ziΰί.⁴ _/ to Pat. BI. V, y. H. SJ ANMELDETAG:

S 43384 VIII a/21a" 4. APRIL 1955

BEKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23. MAI 1957

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektronischen Umschalten von Höchstfrequenzkreisen sowie auf Anwendungen dieses Verfahrens. Unter Höchstfrequenzen sind im Zusammenhang dieser Beschreibungen Frequenzen in der Größenordnung von 10¹⁰ Hz und darüber zu verstehen, während die Bezeichnung »Kreis« im allgemeinen Sinne verwendet wird und Übertragungskreise, Empfangskreise, Sende-. kreise und resonanz- oder strahlungsfähige Gebilde aller Art umfaßt.

Nach ihrem Grundgedanken sieht die Erfindung bei einem Verfahren zum elektronischen Umschalten elektrischer Leitungsglieder, bei dem der in einer Röhre erzeugte Elektronenstrahl einer Ablenkung unterworfen wird, durch welche er nacheinander die umzuschaltenden Glieder bestreicht, die Verwendung einer an sich bekannten Röhre für Dichtemodulation und ebenfalls bekannter Höchstfrequenzkreise, denen die der Dichtemodulation entsprechende Hochfrequenzenergie zugeführt wird, vor.

Verfahren und Einrichtungen zur Erzeugung eines dichtemodulierten Strahles in Röhren verschiedener Bauart sind an sich bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Ebenso gehören die Mittel zur Ablenkung eines Elektronenstrahles zum bekannten Stand der Technik. Insbesondere werden für diese Zwecke vielfach bei Kathodenstrahloszillographen und Fernsehröhren elektrostatische Ablenkplatten für waagerechte bzw. senkrechte Strahlablenkung benutzt.

Nach dem Vorschlag der Erfindung werden nun derartige Ablenkmittel in einer Röhre für Dichtemodulation in der Weise vorgesehen, daß der mit der gewünschten Modulationsfrequenz dichtemodulierte Strahl die angestrebte Ablenkung erfährt. Man kann dabei die Anordnung so treffen, daß der Strahl auf seinem Wege zuerst durch die Ablenkmittel und danach durch die die Geschwindigkeits- bzw. Dichtemodulation bewirkenden Einrichtungen beeinflußt wird. Man kann jedoch umgekehrt die Anordnung auch so wählen, daß ein dichtemodulierter Strahl, der nur Elektronen von einheitlicher Geschwindigkeit mit sich führt, erzeugt und dann der Einwirkung der Ablenkmittel unterworfen wird.

Intensitätsgesteuerte Röhren, bei denen der Elektronenstrahl außer einer Intensitätssteuerung auch einer Ablenkung unterworfen wird, durch welche er nacheinander die umzuschaltenden Kreise bestreicht, sind als sogenannte Umschaltröhren vielfach bekannt. Bei diesen bekannten Röhren sind jedoch die umzuschaltenden Kreise keine Höchstfrequenzkreise, denen eine der Strahlmodulation entsprechende Hochfrequenzenergie zugeführt wird.

Dadurch, daß im Gegensatz dazu gemäß der Erfin-Verfahren zum elektronischen Umschalten von Höchstfrequenzkreisen

Anmelder:

Dipl.-Ing. Georg Spinner,
München, Linprunstr. 94

Dipl.-Ing. Georg Spinner, München,
ist als Erfinder genannt worden

dung unter Verwendung einer mit Dichtemodulation arbeitenden Röhre Höchstfrequenzkreise umgeschaltet werden, denen die der Dichtemodulation entsprechende Hochfrequenzenergie zugeführt wird, eröffnen sieh neue Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens, welche bei den bekannten Anordnungen nicht in Betracht kommen.

Im folgenden werden zwei Anwendungen des neuen Verfahrens an Hand der Zeichnung beschrieben und erläutert. Bei dem zuerst beschriebenen Beispiel handelt es sich urn eine Anordnung, welche dazu dienen kann, um beispielsweise auf Kraftwagen die Sichtanzeige von Hindernissen bei Nebel oder Dunkelheit auf kurze Entfernungen zu ermöglichen, indem durch die auf dem Kraftwagen angebrachte Einrichtung mit Hilfe von sehr kurzwelligen Strahlen (in der Größenordnung von I = 3 am oder weniger) der vorausliegende Raum fernsehmäßig abgetastet und auf einem Bildschirm wiedergegeben wird.

Bei dem zweiten Beispiel handelt es sich um die Kanalumschaltung bei der Durchführung einer Multiplexübertragung mit Höchstfrequenzen.

Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine nach dem Verfahren der Erfindung arbeitende Einrichtung, welche auf einem Kraftwagen aufgebaut werden kann, um den vorausliegenden Raum mit sehr kurzwelligen Strahlen abzutasten und die abgetasteten Hindernisse mit einer ebenfalls an dem Kraftwagen angebauten (nicht dargestellten) Empfangseinrichtung bildmäßig wiederzugeben.

Die bei der Einrichtung nach Fig. 1 verwendete Röhre K der Klystron bauart erzeugt einen Elektronenstrahl, dem mit an sich bekannten, bei L schematisch angedeuteten Mitteln eine Dichtemodulation einer gewünschten Frequenz, beispielsweise 10¹⁰ Hz, aufgeprägt wird. Dieser in der Dichte modulierte Strahl

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wird durch ein an sich bekanntes Ablenkplattensystem, welches bei P schematisch angedeutet ist, in Verbindung mit einem nicht dargestellten Taktgeber der bekannten Art einer zeilenmäßigen Ablenkung unterworfen, wie sie bei Fernsehröhren gebräuchlich ist, so daß der Strahl die Stirnwand »S¹ des Kolbens zeilenweise mit einer bestimmten Bildfrequenz abtastet. Durch geeignete Mittel wird -zweckmäßig dafür gesorgt, daß der mit dieser Frequenz dichtemodulierte Strahl bei P nur Elektronen von einheitlicher Geschwindigkeit führt.

Wie in Fig. 2 angedeutet, sind auf der Innenseite der Kolbenwand S entsprechend den abgetasteten Zeilen Reihen von Dipol-Strahlern mit einer der Modulationsfrequenz entsprechenden Länge angebracht, die aus aufgeklebten, aufgespritzten oder in anderer Weise aufgetragenen Metallstreif chen bestehen. Diese in geeigneten Abständen nebeneinander angebrachten Dipole werden beim Auftreffen des abtastenden Elektronenstrahles zu einer Strahlung angeregt, welche durch eine an der Kolbenwand vorgesehene Reflektorfläche auf einen metallischen Hohlspiegelreflektor R zurückgeworfen wird, der die auftreffenden Strahlen in Form eines möglichst scharf gebündelten Abtaststrahles (Strahlungskeule) voraus wirft. Entsprechend der Abtastbewegung des Elektronenstrahles führt auch diese Strahlungskeule eine zeilenweise Abtastung des bestrichenen Raumes aus, weil sich entsprechend der Abtastbewegung des Strahles· auch der Ort des jeweils angeregten Strahlerpunktes und damit der Winkel des vom Reflektor zurückgeworfenen Strahles zur Reflektor achse ändert.

Die von den angetroffenen Gegenständen oder Hindernissen zurückgeworfene Strahlung wird von einem (nicht dargestellten) ebenfalls auf dem Kraftwagen angebrachten EmpfarLgshohlspiegel von entsprechend breiter Charakteristik aufgefangen und einer nach Art eines Fernsehempfängers ausgebildeten Empfangseinrichtung zugeführt. Das aus der aufgefangenen Strahlung gewonnene Empfangssignal dient dabei zur HeI-ligkeitssteuerungdes Elektronenstrahles der Empfangsröhre, deren Zeilenablenkung in der aus der Fernsehtechnik bekannten Weise mit dem Ablenksystem der Senderabre synchronisiert ist, so daß auf dem Bildschirm der Empfangsröhre die in dein abgetasteten Raum befindlichen Gegenstände und Hindernisse bildmäßig wiedergegeben werden.

An Stelle der Metallstreifchen könnten die Dipole auch durch Schlitzstrahler gebildet werden, die in einer Metallfläche ausgespart sind. Unter gewissen Bedingungen kann man. auch eine homogene Metallfläche verwenden, die von dem Elektronenstrahl bestrichen wird und in welcher jeweils, am Auftreffpunkt des Strahles ein Quellpunkt eines elektromagnetischen Feldes der der Dichtemodulation des Strahles entsprechenden Frequenz auftritt, welcher als Strahler wirkt. Ferner wird man zweckmäßig vor der Strahlerwand geeignete Leitelektroden anbringen, welche gewährleisten, daß der Elektronenstrahl die Dipole genau an dem vorgesehenen Punkt trifft.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Anwendungsbeispiel einer Fernsprech-Multiplexübertragung wird über eine Sendeantenne SA eine Mehrzahl von Nachrichtenkanälen übertragen, die durch eine nach dem Verfahren der Erfindung arbeitende Röhre zyklisch umgeschaltet werden. Zu diesem Zweck wird der dichtemodulierte Elektronenstrahl der Röhre einer kreisförmigen Ablenkung unterworfen, so daß er die kreisförmig in der Röhre angeordneten Kontaktstellen k_v k₂, ^₃ ... bestreicht, die unter Zwischenschaltung der den betreffenden Kanälen zugeordneten Niederfrequenzmodulatoren M₁, M₂, M₃... mit der Sendeantenne SA verbunden sind. Die Sendeantenne SA ist auf die Modulationsfrequenz des dichtemodulierten Elektronenstrahles der Klystronröhre K abgestimmt und wird daher jedesmal, wenn der Strahl auf eine Kontaktstelle k_v k₂, Ie₃ . . . trifft, zu einer Strahlung angeregt, welcher die durch den betreffenden Modulator M bewirkte Modulation aufgeprägt ist. Die Umschalt-oder Ablenkfrequenz des Elektronenstrahles kann beliebig- hoch gewählt werden und beispielsweise einige MHz betragen, wenn die mit der Resonanzfrequenz der Sendeantenne übereinstimmende Frequenz der Dichtemodulation des Elektronenstrahles etwa Hz beträgt. Die Kontaktstellen k_v ^₂ ... sind nur schematisch angegeben und werden in Wirklichkeit zweckmäßig durch Hohlleiterelemente gebildet.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfübrungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Anwendungen, bei welchen nach dem Verfahren der Erfindung eine Röhre einen dichtemodulierten Strahl erzeugt, der einer Ablenkung unterworfen wird, um Kreise beliebiger Art umzuschalten und ihnen die der Dichtemodulation entsprechende Hochfrequenzenergie zuzuführen,

Claims (3)

1. Patentanspruch ε-1. Verfahren zum elektronischen Umschalten elektrischer Leitungsglieder, bei dem der in einer Röhre erzeugte Elektronenstrahl einer Ablenkung unterworfen wird, durch welche er nacheinander die umzuschaltenden Glieder bestreicht, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sich bekannten Röhre für Dichtemodulation und ebenfalls bekannter Höchstfrequenzkreise, denen die der Dichtemodulation entsprechende Hochfrequenzenergie zugeführt wird.
2. 2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Sichtanzeige von Hindernissen bei Nebel oder Dunkelheit auf Kraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl ein an der Kolbenwand der Röhre vorgesehenes Strahlerfeld zeilenmäßig abtastet und die so angeregte Strahlung durch einen Reflektor (R) als scharf gebündelte Strahlungskeule zur zeilenmäßigen Abtastung in den vorausliegenden Raum geschickt wird, worauf die von den angetroffenen Gegenständen und Hindernissen zurückgeworfene Strahlung von einem Empfangshohlspiegel aufgefangen und das so gewonnene Empfangssignal durch eine Bildempfangsröhre wiedergegeben wird.
3. 3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Fernsprech-Multiplexübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß der dichtemodulierte Strahl der Röhre bei seiner zweckmäßig kreisförmigen Ablenkung, die mit den einzelnen Kanälen verbundenen Kontaktstellen bestreicht, welche unter Zwischenschaltung von Modulatoren mit einer der Dichtemodulation angepaßten Sendeantenne verbunden sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 872 225 ;
   ETZ-A, H. 20, Oktober 1954, S. 680 bis 686;
   Philips Technische Rundschau, Okt. 1951, S. 82;
   Proceedings of the IRE, Nov. 1947, S. 1251 ff.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen