DE1022315B

DE1022315B - Rauschspannungsquelle und variables Daempfungsglied

Info

Publication number: DE1022315B
Application number: DED19928A
Authority: DE
Inventors: Dr Habil Herbert Schnitger
Original assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Current assignee: Wandel and Golterman GmbH and Co
Priority date: 1955-03-02
Filing date: 1955-03-02
Publication date: 1958-01-09

Description

Eb ist bekannt, daß eine in das elektromagnetische Hochfrequenzfeld einer Leitung gebrachte Gasentladung eine Bedämpfung der Leitung hervorruft. Die so bedämpfte Leitung zeigt ein Eigenrauschen, das je nach Gasart und Gasdruck etwa 30- bis lOOmal größer ist als bei gewöhnlichen Leitungen. Eine durch eine Gasentladung bedämpfte Leitung verhält sich in bezug auf das Rauschen so wie eine normale Leitung gleicher Dämpfung, deren Temperatur mit der Elektronentemperatur T_e der Gasentladung übereinstimmt, die, je nach Gasart und Gasdruck, das 30- bis lOOfache der Zimmertemperatur T_OjJ(in ⁰K) betragen kann.

Die aus einer durch eine Gasentladung bedämpften Leitung entnehmbare Rauschleistung, welche üblicherweise in Vielfachen der Bezugsleistung kT₀ · Af (k = Boltzmann-Konstante, Af = Bandbreite) angegeben wird, hängt in der-Regel von dem Abschlußwiderstand der Leitung -,.ab, strebt jedoch mit zunehmender Länge der Leitung einem vom Abschlußwiderstand unabhängigen, Grenzwert zu, der im Verhältnis T_c/T₀ größer ist als die Bezugsleistung UT₀-Af.

Eine derartige Leitung.von hinreichender Länge stellt also eine Rauschspaianungsquelle dar, deren verfügbare Rauschleistung· nur noch von der Elektronentemperatur T_e der. Gasentladung abhängt, die sich sowohl vorausberechnen als auch mit einfachen Mitteln konstant halten läßt, und sie ist damit ein brauchbares Rauschleistungsnormal.

Voraussetzung dafür ist jedoch, wie bereits erwähnt wurde, daß die Leitung hinreichend lang ist. Das ist, je nach der geforderten Genauigkeit, dann der Fall, wenn die gesamte durch die Gasentladung verursachte Dämpfung mehr als 10 bis 20 dB beträgt. Diese Bedingung führt insbesondere bei Wellenlängen über 15 cm praktisch zu so großen Baulängen, daß die entsprechenden Geräte zu groß und unhandlich werden.

Dieser Mangel läßt sich in vielen Fällen auch nicht dadurch beseitigen, daß man die Gasentladungsstrecke für eine größere Leistung bzw. für eine größere Dämpfung je Wellenlänge bemißt, da dadurch der Wellenwiderstand in unzulässigem Maße verändert werden würde, sobald die Gasentladungsstrecke eingeschaltet wird.

Die Erfindung" betrifft nun eine Rauschspannungsquelle für Dezimeter- und Zentimeterwellen, bei der dieser Nachteil dadurch vermieden wird, daß eine Gasentladungsstrecke in dem elektromagnetischen Feld einer vorzugsweise durch eine Wendel gebildeten Verzögerungsleitung angeordnet ist. Eine solche Verzögerungsleitung hat den Vorteil, daß ihre mechanische Länge stets erheblich kleiner ist als die Wellenlänge. Es kommt ferner durch die Verzögerungsleitung der Vorteil hinzu, daß bei ihr in der Regel das elektromagnetische Hochfrequenzfeld bei Raus chsp annungs quelle
und variables Dämpfungsglied

Anmelder:

Wandel u. Goltermann,

Eningen unter Achalm bei Reutlingen,

Mühleweg 5

Dr. habil. Herbert Schnitger, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt worden

gleicher Hochfrequenzleistung erheblich stärker ist als bei den üblicherweise angewendeten 60-i3-Koaxialleitungen. Dadurch läßt sich die gewünschte Dämpfung schon mit wesentlich kleineren Entladungsströmen, d. h. mit einem wesentlich geringeren Leistungsaufwand, erzielen.

Die Verwendung einer Wendel bringt im übrigen den Vorteil eines einfachen Aufbaus und zudem einen -hohen Kopplungswiderstand. Die Wendel wird zweckmäßig derart dimensioniert, daß eine möglichst große Verzögerung erzielt wird. Je größer die Verzögerung ist, um so größer ist auch die Dämpfung.

Im übrigen ist eine solche Dimensionierung der Wendel vorteilhaft, bei der in der Mitte des gewünschten Wellenlängenbereiches für den Windungsumfang Ina der Wendel mit einem mittleren Wendelradius α die Beziehung erfüllt ist

0,5 <—- «1,5,
X₃

wobei A₂ die längs der Achse der Wendel gemessene Wellenlänge bedeutet. Wenn die Wendel in dieser Weise dimensioniert wird, wird die größte Dämpfung erhalten.

Soll eine möglichst geringe Störmodulation erzielt werden, so wird man den Druck des Füllgases der Gasentladungsröhre und die Entladungsstromstärke derart wählen, daß etwa vorhandene niederfrequente Störschwingungen eine definierte Grundfrequenz haben.

Eine besonders große Bandbreite kann bei der Anordnung nach der Erfindung erzielt werden, wenn die Wendelsteigung längs der Wendel nicht konstant gewählt wird.

709 848/135

Der Gegenstand der Erfindung ist an einem in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Au.sfiihrungsbeispiel näher erläutert.

Die aus der Anode 1, Hohlkathode 2 und der zylindrischen Glashülle 3 bestehende Gasentladungsröhre, bei der in Kathodennähe noch eine leitende Schicht 4 auf der Außenseite der Glashülle zur Erleichterung der Zündung aufgebracht ist, ist koaxial in die Wendel 5 eingeschoben, derart, daß sich nur die positive Säule der Entladung in dem Hochfrequenzfeld der Wendel befindet. Die Wendel 5 ist an ihren beiden Enden mit Hilfe der Kopplungselemente 6 und 7 in bekannter Weise an die koaxialen 60-Q-Zuführungsleitungen 8 angekoppelt. Das Glasrohr 9 dient lediglich zur mechanischen Halterung der Wendel. Der Metallmantel 10 ist zur hochfrequenzmäßigen Abschirmung des Gerätes vorgesehen. Zum Betrieb der Gasentladungsröhre ist lediglich ein Vorwiderstand 11 und eine Gleichspannungsquelle 12 erforderlich, die gegebenenfalls durch ein Tastgerät ergänzt °° werden kann.

In gleicher Ausführungsform kann das Gerät auch als variabler Dämpfungsvierpol benutzt werden. Die Einstellung der Dämpfung erfolgt durch Änderung der Entladungsstromstärke.

Claims

Patentansprüche

1. Rauschsj. nnungsquelle für Dezimeter- und Zentimeterwellen mit einer sich im Feld einer Hochfrequenzleitung befindenden Gasentladungsstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gasentladungsstrecke in dem Hochfrequenzfeld einer vorzugsweise als Wendel ausgebildeten Verzögerungsleitung befindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich nur die positive Säule der Gasentladungsstrecke in dem Bereich des elektromagnetischen Feldes der Verzögerungsleitung befindet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die positive Säule der Gasentladungsstrecke in einem zylinderförmigen, koaxial in die Wendel eingeschobenen Isolierrohr, beispielsweise Glasrohr, angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel derart dimensioniert ist, daß eine möglichst große Verzögerung erreicht wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel derart dimensioniert ist, daß in der Mitte des gewünschten Wellenlängenbereiches für den Windungsumfang 2 π α der Wendel mit einem mittleren Wendelradius α die Beziehung erfüllt ist:

0,5

2τια

1,5.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Füllgases der Gasentladungsröhre und die Entladungsstromstärke derart gewählt sind, daß etwa vorhandene niederfrequente Störschwingungen eine definierte Grundfrequenz besitzen.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelsteigung längs der Wendel nicht konstant ist.

8. Anwendung der Rauschspannungsquelle nach Anspruch 1 oder folgenden als variabler Dämpfungsvierpol, wobei die Veränderung der Dämpfung durch Änderung der Entladungsstromstärke vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 845 220;

Dosse-Mierdel, »Der elektrische Strom im Hochvakuum und in Gasen«, 1945, S. 278; »FTZ«, 1953, Heft 12, S. 583 bis 587;

»Philips Research Report«, Bd. 6 (1951), S. 288 bis 302;

»Electrical Communication«, Sept. 1946, S. 327, 328.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen