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Induktives Koppelorgan für Ultrakurzwellen-Leitungskreise Das Ein-
und Auskoppeln der elektromagnetischen Energie kann man bei Leitungskreisen des
UKW-Gebietes ebenso wie im Langwellengebiet sowohl kapazitiv als auch induktiv vornehmen.
Die induktive Kopplung wird jedoch bevorzugt, wenn eine unerwünschte Oberwellenübertragung
oder zusätzliche Schaltkapazitäten vermieden werden sollen. Als Mittel für eine
solche induktive Kopplung sind im elektromagnetischen Feld der Leitungskreise Leiterschleifen
bekannt. Sie sind verschwenkbar ausgebildet worden, wenn die Kopplung veränderbar
sein sollte. Sowohl in. Topfkreisen als auch bei Lecher-Leitungen ist aber die Unterbringung
derartiger v erschwenkbarer Leiterschleifen oft schwierig. Vor allem steht für das
von der Schleife umfaßte Feld bei diesen Leitungskreisen nur sehr wenig Platz innerhalb
des Kreisgebildes zur Verfügung.
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Es ist auch bereits ein induktives Koppelorgan für einen UKW-Kreis
bekannt, das als eine durch einen Schieber im elektromagnetischen Feld bewegbare
Leiterschleife ausgebildet ist. Die Leiterschleife ist elastisch ausgebildet. Das
eine Ende der Leiterschleife ist durch eine mit dem anzukoppelnden Gerät elektrisch
leitend verbundene Schubstange hin- und herführbar. Hierbei kommen ausschließlich
Bewegungen in Längsrichtung des Kreises vor. Dem bekannten Koppelorgan obliegt die
Aufgabe, in einem über einen größeren Frequenzbereich durch Verschiebung eines Kurzschlußkolbens
abstimmbaren Hohlraumresonator eine von der Frequenz, d. h. der Stellung des genannten
Kurzschlußkolbens, unabhängige oder nach einem vorgegebenen Verlauf abhängige Energie-Auskopplung
zu erreichen. Durch die Anbringung einer Auskoppelschleife mit unveränderlicher
geometrischer Form ergibt sich eine mit der Frequenz zunehmende Energieauskopplung,
da die Abmessungen der Schleife relativ zur abnehmenden Länge des Resonators mit
der Frequenz zunehmen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, das koaxiale Kabel,
über welches die ausgekoppelte Energie abgeführt wird, mit seinem Außenleiter mit
dem beweglichen Kurzschlußkolben zu verbinden und seinen Innenleiter an einen geeignet
gewählten Punkt der Hohlraumwandung anzuschließen. Die mit der Abstimmung v eränderbare
Kopplung wird dadurch erreicht, daß die freie Länge des Innenleiters im Hohlraum
sich mit der Kolbenstellung verändert und/oder daß sich die Lage des Innenleiters
zum Feld im Hohlraum in geeigneter weise verschiebt, wodurch sich die von der Leiterschleife
umschlossene Kraftlinienzahl verändert. Bei einer derartigen Anordnung kann die
Verstellung des Kurzschlußkolbens nicht zu einer willkürlichen Veränderung der Auskopplung
herangezogen werden, da sich hierbei die durch die Betriebsfrequenz zwingend festgelegte
Abstimmung des Resonators unzulässig verändern würde.
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Bei einem induktiven Koppelorgan für Ultrakurzwellen-Leitungskreise
zur von deren Resonanzfrequenz unabhängigen willkürlich veränderbaren Energieauskopplung,
das als eine im elektromagnetischen Feld bewegbare Leiterschleife ausgebildet ist,
erstreckt sich erfindungsgemäß ein elastisch ausgebildeter Teil der Leiterschleife
in Längsrichtung des Kreises und ist einerseits mit dem kurzschlußseitigen Ende
des Leitungskreises, andererseits mit einer Schubstange wenigstens hochfrequenzmäßig
leitend verbunden; mit welcher dieses Ende quer zur Längsrichtung des Kreises bewegt
werden kann, wobei die Schubstange mit dem anzukoppelnden Gerät elektrisch leitend
verbunden ist. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe liegt also darin, den
Grad der Auskopplung aus einem Ultrakurzwellen-Leitungskreis willkürlich verändern
zu können. Bei dem bekannten Koppelorgan ist keinerlei Vorkehrung zur willkürlichen
Verstellbarkeit der Auskopplung bei einer festen Frequenz, d. h. einer vorgegebenen
Stellung des Kurzschlußkolbens, getroffen. Dementsprechend ist auch das eine Ende
des Abschnitts der Leiterschleife nicht durch eine mit dem anzukoppelnden -Gerät
elektrisch leitend verbundene, quer zur Längsrichtung des Kreises angeordnete Schubstange
hin- und herführbar.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann der elastische Abschnitt
der Leiterschleife als gewelltes Metallband ausgebildet sein, wobei die Wellungen
sowohl kurvenförmig als auch eckig, insbesondere dreieck- oder rechteckförmig ausgestaltet
sein können. Der elastische Abschnitt der Leiterschleife kann erfindungsgemäß aber
auch aus einem gestreckten Metallband oder einem Seil bestehen, welches durch eine
an dem der Schubstange abgewandten Ende angeordnete Zugfeder gespannt gehalten wird,
wobei der
über das Band fließende Strom schon vor der mechanischen
Verbindung zwischen Band bzw. Seil und Feder durch einen Gleitkontakt übernommen
und in der Schleife weitergeführt wird.
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Sollen die im vorstehenden angeführten erfinderischen -Maßnahmen bei
einem mit einem Kurzschlußschieber abstimmbaren Leitungskreis zur Anwendung kommen,
so kann in besonderer Ausbildung der Erfindung der den Strom der Leiterschleife
übernehmende Gleitkontakt auf dem Kurzschlußschieber des abstimmbaren Leitungskreises
angebracht und durch die Bewegung des Kurzschlußschiebers sowohl der Leitungskreis
in seiner Resonanzfrequenz als auch die durch die Leiterschleife umschlossene Fläche
gleichzeitig damit verändert «erden. Ein besonderer Vorteil ergibt sich hierbei
dadurch, daß die von der Koppelschleife umschlossene Fläche jeweils der Veränderung
der elektrisch wirksamen Länge des Topfkreises entspricht und dadurch die Anpassungstransformation.
einen frequenzunabhängigen Charakter erhält.
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Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in der nachstehenden
Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Darin sind vier Ausführungsbeispiele
dargestellt, und zwar zeigen Abb. 1 und 2 die Anwendung der Erfindung auf einfache
Topfkreise, während Abb. 3 ihre Anwendung auf ein Lecher-System für symmetrische
Gegentaktröhrenverstärker und Abb.4 für einen Röhrenverstärker mit unsymmetrischem
Ausgang zeigt.
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Nach Abb. 1 besteht der Topfkreis 1 aus dem Außenleiter 2, dem Innenleiter
3 sowie aus dem Dekkel 4 und dem Boden 5. An der Deckelseite ist das System 6 eines
Verkürzungskondensators vorgesehen. In dem Ringraum zwischen dem Außenleiter und
dem Innenleiter ist der elastische Abschnitt 7 einer Leiterschleife angeordnet.
Diese Leiterschleife wird mit durch das sich von der Befestigungsstelle 8 des elastischen
Abschnitts 7 aus erstreckende Stück 9 des Bodens 5 und das Stück 10 des Außenleiters
2 gebildet. Das freie Ende des elastischen Abschnitts 7 ist an der Stirnseite 11
der Schubstange 12 befestigt. Diese Schubstange ist metallisch ausgebildet und durch
Glas Zahnstangentriebwerk 13 verschiebbar. Der mehr oder weniger in den Topfkreis
1 hineinragende Abschnitt 14 der Schubstange ist durch den Stangenabschnitt 15 gegen
das unter dem Einfluß des Zahnstangentriebwerks 13 stehenden Teiles der Stange isoliert.
Der Stangenabschnitt 14 gleitet in den auf ihm unter Spannung aufliegenden Abnehmerkontakten
16. Diese Stromabnehmer stehen mit der Leitung 17 zum Verbraucher in Verbindung.
Sowohl die Schubstange 12 als auch die Leitung 17 zum Verbraucher werden von dem
Tragstück 18 abgestützt, gegen das der Leiter 17 durch die ringförmige Scheibe 19
isoliert ist.
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Wird das Zahnstangentriebwerk 13 in Bewegung gesetzt, so spannt oder
entspannt sich dadurch der elastische Abschnitt? der beschriebenen Leiterschleife.
Durch diese Bewegung des elastischen Abschnitts zum elektromagnetischen Feld des
Topfkreises 1 ergibt sich eine Änderung unter gleichzeitiger Verlagerung der Schubstangenstirn
11 innerhalb des von magnetischen Kraftlinien durchsetzten Ringraum des Topfkreises
1.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb.2 läßt im wesentlichen den gleichen
Aufbau des Topfkreises wie das nach Abb. 1 erkennen. Es ist deshalb die Ausgestaltung
des Topfkreises hierbei im einzelnen nicht mehr geiläu wiedergegeben worden. In
dem Ringraum 20 zwischen dem Außenleiter 21 und dem Innenleiter 22 des Topfkreises
erstreckt sich von der Befestigungsstelle 23 am Boden 24 des Topfkreises bis zum
äußeren freien Ende 25 der Schubstange 26 der als gestrecktes Metallband ausgebildete
Abschnitt 27 der Leiterschleife, die sich hier wieder ebenso zusammensetzt wie bei
dem bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Abb. 1. Die Elastizität des Abschnitts
27 wird dadurch vermittelt, daß die Wendelfeder 28 aus Stahl oder einem anderen
geeigneten Werkstoff mit dem 'Metallband 27, z. B. durch Verhaken, verbunden ist
und somit Lageveränderungen des Bandes 27 unter mehr oder weniger starker Anspannung
der Feder 28 durchgeführt werden können. Zur Stromabnahme dienen die Kontakte 29
und 30. Durch Verschiebungen der Schubstange 26 in Richtung des Doppelpfeils 31
können solche Lageveränderungen herbeigeführt und das Metallband 27 z. B. in die
Lage 27' gebracht werden. Die elektromagnetischen Wirkungen der Kopplung sind dabei
die gleichen, wie sie bereits in Verbindung mit der einschlägigen Schilderung des
Ausführungsbeispiels nach Abb.1 beschrieben worden sind.
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Nach Abb. 3 ist der Leitungskreis, wie schon erwähnt, als Lecher-System
ausgebildet. Dieses System wird durch die Anodenzuführungen 32 und 33 zu den Röhren
34 und 35 sowie durch das Verbindungsstück 36 gebildet. Es ist weiterhin der bekannte
Abstimmschieber 37 vorgesehen. An den Verblockungskondensator 38 erfolgt in bekannter
Weise die Zuführung der Anodenspannung.
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Die Auskopplung der elektromagnetischen Energie erfolgt mittels des
Auskopplungssystems 39. Dieses besteht aus dem Verbindungsstück 40, an welchem wieder
über Wendelfedern 41 und 42 die Metallbänder oder Seile 43 und 44 befestigt sind,
deren dem Verbindungsstück 40 zugewandte Enden in den Kontakten 45 und 46 gleiten.
Das in diesem Fall doppelseitig ausgebildete Tragstück 47 ist gegen das Verbindungsstück
40 durch den zylindrischen Körper 48 abgestützt. Das Tragstück 47 weist im Vergleich
zu den Tragstücken der Abb.1 und 2 einen doppelseitigen Aufbau auf, d. 1i., es sind
zwei voneinander gegebenenfalls unabhängig bewegbare Schubstangen 49 und 50 vorgesehen,
an deren freien Enden die Bänder oder Seile 43 bzw. 44 angebracht sind. Das Tragstück
weist auf seinen beiden Seiten den gleichen Aufbau auf, wie er schon an Hand der
Abb. 1 beschrieben wurde. Es dient somit nicht riür zur Halterung der Schubstangen
49 und 50 sondern auch zur Abstützung der Ableitungen für die ausgekoppelte elektromagnetische
Energie.
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Die Schubstangen 49 und 50 sind je nach Bedarf unabhängig voneinander
oder auch in starrer Kopplung gegensinnig bewegbar. Die Bänder 43 bzw. 44 werden
dadurch in Richtung der Doppelpfeile 51 bzw. 52 v erschwenkt; was -jeweils durch
ein entsprechendes Nachgeben der Federn 41 und 42 ermöglicht wird. Nach -Maßgäbe
der erwähnten Verschwenküngen wird durch das Koppelsystem 39 ein mehr oder weniger
großer Betrag magnetischer Kraftlinien umschlossen und dadurch die Koppelwirkung
verändert.
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Nach Abb. 4 ist der Topfkreis 53 durch den Kurzschlußschieber 54 in
bekannter Weise abstiminhar. Der Leitungskreis findet dabei als Anodenkreis der
-"erstärkerröhre 55 Anwendung, wobei der Außenleiter 56- über den Boden 57 auf das
Gitter 58 und der Innenleiter 59 über die Verblockungskondensatoren 60 und 61 auf
die Anode 62 geschaltet ist.
In dem Träger 63 ist wiederum in der
bereits beschriebenen `'eise die Schubstange 64 unter dem Einfluß des Zahnstangentriebwerks
65 verschiebbar. Dadurch läßt sich der am äußeren freien Ende 66 der Stange 64 angebrachte
Metallbandabschnitt 67 einer Leiterschleife durch mehr oder weniger starke Anspannung
des am Deckel 68 des Leitungskreises befestigten Zugfeder 69 verschwenken.
Der Kurzschlußschieber 54 trägt den Gleitkontakt 70, der auf dem Metallbandabschnitt
67 schleift, wenn der Kurzschlußschieber 54 in eine andere Lage gebracht wird. Der
Auskoppelgrad des Systems bleibt hier unabhängig von der Kreisabstimmung konstant,
weil die vom elektrisch wirksamen Teil der Koppelschleife umschlossene Fläche stets
dem Abstimmzustand entspricht, denn bei jeder Verstellung des Kurzschlußschiebers
54 ändert sich auch die elektrisch wirksame Länge des Metallbandabschnitts 67, weil
über den Gleitkontakt 70 der Abgriff verschoben wird. Eine Änderung des Auskoppelgrades
erfolgt hierbei wiederum durch eine Verschiebung der Schubstange 64 in den durch
den Doppelpfeil 71 bezeichneten Richtungen.