DE1065037B - Adjustable inductive transformer for a large wavelength range for coupling double lines or double line resonators with double lines, hollow pipelines, double line resonators or cavity resonators - Google Patents
Adjustable inductive transformer for a large wavelength range for coupling double lines or double line resonators with double lines, hollow pipelines, double line resonators or cavity resonatorsInfo
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Description
Regelbarer induktiver Transformator für einen großen Wellenlängenbereich zur Kopplung von Doppelleitungen oder Doppelleitungsresonatoren mit Doppelleitungen, Hohlrohrleitungen, Doppelleitungsresonatoren oder Hohlraumresonatoren In der Höchstfrequenztechnik erfolgt beim Aufbau von Schaltungen die Kopplung der einzelnen Schalteiemente, z. B. von Leitungen mit Resonatoren, vor iem mit Hilfe von Stiften oder Koppelschleifen. Die letzteren sind physikalisch gesehen Transformatoren. Soll mit einer Koppelschleife eine sehr feste Kopplung erzielt werden, wie sie z. B. zur Anpassung zweier Schaltelemente erforderlich ist, so muß ihre Gegeninduktivität und damit der von der Schleife umfaßte Induktionsfluß möglichst groß, dagegen ihre Selbstinduktion möglichst klein gemacht werden. Hierzu kann man bekanntlich folgende Maßnahmen treffen: Erstens bringt man, die Schleife in einem solchen Gebiet des betreffenden Schaltelementes an, in dein eine relativ hohe magnetische Feldstärke herrscht, also z. B. in den Strombäuchen einer Leitung. Zweitens macht man die Schleifenfläche möglichst groß, dtinit durch sie ein möglichst großer Induktionsfluß tritt. Drittens kompensiert man die Selbstinduktion der Schleife durch eine Kapazität.Adjustable inductive transformer for a wide range of wavelengths for coupling double lines or double line resonators with double lines, Hollow pipes, double-line resonators or cavity resonators in high-frequency technology the coupling of the individual Schalteiemente, z. B. of lines with resonators, before iem with the help of pins or coupling loops. Physically speaking, the latter are transformers. Should with a coupling loop a very tight coupling can be achieved, as z. B. to adapt two switching elements is required, their mutual inductance and thus that of the loop must be included Induction flux as large as possible, while its self-induction is made as small as possible will. As is well known, the following measures can be taken for this purpose: First, one brings, the loop in such an area of the relevant switching element to your there is a relatively high magnetic field strength, e.g. B. in the belly of currents one line. Second, make the loop area as large as possible, dtinit the greatest possible induction flux occurs. Third, you compensate for self-induction the loop through a capacitance.
Die erste Methode setzt Schaltelemente mit starker Welligkeit voraus, entfällt also z. B. bei angepaßten Leitungen. Die dritte Maßnahme hebt zwar die störende Selbstinduktion der Schleife auf, vergrößert aber keineswegs die Gegeninduktivität. Daß die zweite Maßnahme, falls die Schleife in die Größenordnung der Wellenlänge kommt, also ein nicht quasi stationäres Schaltelement wird, zu einer völligen Unwirksamkeit der Kopplungsvorrichtung führen kann, zeigt die folgende Betrachtung einer speziellen Anordnung: Abb. 9 zeigt zwei einseitig kurzgeschlossene Paralleldrahtleitungen, die mit sehr geringem Abstand übereinander angeordnet sind, wobei sie sich auf einem Leitungsabschnitt der Länge h überdecken, so daß ein Transformator mit einer Primär- und einer Sekundärwindung entsteht. Beide Leitungen mögen den gleichen Wellenwiderstand Z besitzen. Vernachlässigt man den Streufluß des Transformators, so findet man mit Hilfe der Vierpoltheorie und der Leitungstheorie die Gegeninduktivität ferner die Primärinduktivität L1= M. The first method requires switching elements with strong ripples. B. with adapted lines. The third measure removes the disruptive self-induction of the loop, but in no way increases the mutual inductance. The following consideration of a special arrangement shows that the second measure, if the loop comes in the order of magnitude of the wavelength, i.e. does not become a quasi-stationary switching element, can lead to a complete ineffectiveness of the coupling device: Fig. 9 shows two parallel wire lines short-circuited at one end, the are arranged with a very small distance one above the other, wherein they overlap on a line section of length h, so that a transformer with a primary and a secondary winding is formed. Both lines may have the same wave impedance Z. If one neglects the leakage flux of the transformer, one finds the mutual inductance with the help of the four-pole theory and the line theory also the primary inductance L1 = M.
Hieraus ergeben sich folgende Betriebszustände für den Transformator: Bei einer Vergrößerung von h um weitere Viertelwellenlängen ergeben sich für M entsprechende Werte. Man sieht, daß eine Vergrößerung von h über den Wert hinaus keine Verbesserung, sondern eine Verschlechterung der Kopplung mit sich bringt.This results in the following operating states for the transformer: If h is increased by a further quarter wavelength, corresponding values result for M. It can be seen that an increase in h over the value in addition, does not bring about an improvement, but a deterioration in the coupling.
Wird h eine Viertelwellenlänge groß gemacht, so sind zwar optimale Kopplungsverhältnisse geschaffen, dagegen kann keine Leistung übertragen werden. Für wird nämlich L1= co, so daß_ die Stromaufnahme des Transformators verhindert ist. Dies kann vermieden werden, indem h etwas kleiner als eine Viertelwellenlänge gemacht wird. Zwei regelbare Kondensatoren mit z. B. gleicher Kapazität 2 C können entsprechend Abb. 10 vor den Primärkreis geschaltet werden, so daß die Primärinduktivität L1 kompensiert wird. Hierzu _ ist die Beziehung zu erfüllen. Entsprechend kann die Sekundärinduktivität kompensiert werden, jedoch ist dies meist nicht erforderlich. Die Verwendung von zwei Kondensatoren ist nötig, um Unsymmetrien im Kreis zu vermeiden. 10 Eine Ankopplungseinrichtung mit zwei Kondensatoren wird im schweizerischen Patent 214 302 beschrieben; die beiden Kondensatoren sind. allein aus mechanischen Gründen erforderlich, nämlich um die Drehung der Koppelschleife zu ermöglichen, im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung, wie weiterhin zu ersehen ist. . . '.If h is made a quarter-wave length, optimal coupling conditions are created, but no power can be transmitted. For namely, L1 = co, so that the current consumption of the transformer is prevented. This can be avoided by making h slightly smaller than a quarter wavelength. Two adjustable capacitors with z. B. the same capacitance 2 C can be switched in front of the primary circuit as shown in Fig. 10, so that the primary inductance L1 is compensated. To this _ is the relationship to meet. The secondary inductance can be compensated accordingly, but this is usually not necessary. The use of two capacitors is necessary to avoid asymmetries in the circuit. 10 A coupling device with two capacitors is described in Swiss patent 214 302; the two capacitors are. Required solely for mechanical reasons, namely to enable the coupling loop to rotate, in contrast to the present invention, as can also be seen. . . '.
Inder bisherigen Betrachtung wurden der Primar-und der Sekundärkreis-als Paralleldrahtleitungen aufgefaßt, -die mit je einem .Kg rzschlußbügel versehen sind. Die Kurzschlußbügel wurden als klein gegen die Wellenlänge angesehen.- In diesem Fall besteht auf den Bügeln eine quasi stationäre Stromverteilung. Da die Länge des Bügels sehr klein ist, kann der Beitrag der Stromelemente des'Bügels zum magnetischen Feld im Primärkreis vernxzhlässigt werden.In the previous consideration, the primary and the secondary circuit were considered Parallel wire lines perceived -which are each provided with a .Kg rzschlussbügel. The shorting bars were considered to be small compared to the wavelength.- In this one In this case, there is a quasi-stationary power distribution on the brackets. Because the length of the bracket is very small, the contribution of the current elements of the bracket to the magnetic Field in the primary circuit.
Kommt aber die Bügellänge in die Größenordnung der Wellenlänge, so-- muß mit dem Entstehen einer nicht quasi stationären Stromverteilung gerechnet werden. Ein Beispiel einer solchen Stromverteilung ist in Abb. 13 dargestellt. Hier ist die Stromrichtung im Bügel der Stromrichtung in dem anstoßenden Leitungsstück entgegengerichtet, so daß sich die Felder der Stromelemente des Primärkreises teilweise oder ganz aufheben. Im letzteren Fall verschwindet der durch den Primärkreis tretende Fluß und damit die Gegeninduktivität, so daß keine Kopplung zwischen Primär- und Sekundärkreis°'b'resteht.But if the length of the temple is in the order of magnitude of the wavelength, then-- the emergence of a not quasi-stationary current distribution must be expected. An example of such a current distribution is shown in Fig. 13. Here is the direction of current in the bracket is opposite to the direction of current in the adjoining line section, so that the fields of the current elements of the primary circuit partially or completely cancel each other out. In the latter case the flow passing through the primary circuit disappears and with it the mutual inductance, so that there is no coupling between the primary and secondary circuit ° 'b'.
Dies ist einer der Nachteile, die gemäß der Erfindung vermieden werden können.This is one of the disadvantages which according to the invention are avoided can.
Bei einem regelbaren induktiven Transformator für einen -großen Wellenlängenbereich,zur Kopplung von Doppelleitungen oder. Doppelleitungsresonatoren mit Doppelleitungen,- Hohlrohrleitungen, Doppelleitungsresonatoren, Hohlraumresonatoren oder ähnlichen Schaltelementen weist erfindungsgemäß wenigstens ein Kreis, z. B. der Primärkreis, mindestens zwei regelbare Kondensatoren auf, die so bemessen und in den Spannungsmaxima b.zw: Stromminima derart angebracht sind, daß eine solche Stromverteilung auf dem Kreis entsteht, die eine sehr feste Kopplung bewirkt, wobei die Abmessungen des Transformators in der Größenordnung der Wellenlänge liegen. Bringt man z. B. - im Primärkreis, vornehmlich an den Bügelenden, zwei Kondensatoren an, so erzielt man bei geeigneter Bemessung derselben eine Stromverteilung, bei der der Strom im Bügel und dem anstoßenden Leitungsstück die gleiche Richtung besitzt (s. Abb.14) . Falls h nicht größer als etwa eine halbe Wellenlänge ist, verstärken sich die magnetischen Felder der einzelnen Stromelemente des Primärkreises. Man beachte, daß bei Verwendung nur eines Kondensators die gewünschte Stromverteilung nicht erzielt wird.With a controllable inductive transformer for a large wavelength range for Coupling of double lines or. Double line resonators with double lines, Hollow pipes, double-line resonators, cavity resonators or the like Switching elements according to the invention has at least one circle, for. B. the primary circuit, at least two adjustable capacitors, which are dimensioned and in the voltage maxima b.zw: Current minima are attached in such a way that such a current distribution on the This creates a very tight coupling, with the dimensions of the Transformer are in the order of magnitude of the wavelength. If you bring z. B. - im Primary circuit, mainly at the temple ends, two capacitors, this is how you achieve with a suitable dimensioning of the same, a current distribution in which the current in the bracket and the connecting piece of pipe have the same direction (see Fig. 14). If h is not greater than about half a wavelength, the magnetic ones are strengthened Fields of the individual current elements of the primary circuit. Note that when using only one capacitor the desired current distribution is not achieved.
Ist h etwas kleiner als eine halbe Wellenlänge, so daß die Eingangsklemmen des Primärkreises in einen Stromknoten zu liegen kommen, so besteht maximale Kopplung, dabei ist aber die Primärinduktivität unendlich. Dem kann nach der oben angegebenen Methode begegnet werden, indem man h etwas kleiner bemißt und zusätzlich zwei Kondensatoren entsprechend Abb. 15 vorschaltet.If h is slightly smaller than half a wavelength, so that the input terminals of the primary circuit come to lie in a current node, there is maximum coupling, but the primary inductance is infinite. This can be done according to the above Method can be countered by making h a little smaller and adding two capacitors upstream according to Fig. 15.
Wird lt. etwas kleiner als eine Viertelwellenlänge gemacht, so daß die Eingangsklemmen des Primärkreises in einen Strombauch zu liegen kommen, so ist die Gegeninduktivität zwar kleiner als im vorhergehenden Fall, jedoch verschwindet die Primärinduktiv ität, so daß sich Kompensationsmaßnahmen er-_ übrigen. Jedoch muß der Kurzschlußbügel mit Kondensatoren bestückt sein. Diese Anordnung zeigt Abb.14. Betrachtet man den Primärkreis für sich und werden die Eingangsklemmen durch eine leitende Wand kurzgeschlossen, so entsteht ein geschlossener RegonAnzlereis. Eine spezielle Ausführung desselben, die weiter unters beschrieben werden wird; zeigt Abb. 1.Is made somewhat smaller than a quarter wavelength, so that the input terminals of the primary circuit come to lie in a current flow, so is the mutual inductance is smaller than in the previous case, but disappears the primary inductance, so that compensation measures are necessary. However the short-circuit bar must be equipped with capacitors. This arrangement is shown in Figure 14. If you look at the primary circuit in itself and the input terminals are connected by a conductive wall short-circuited, this creates a closed Regon fishing ice. One special design of the same, which will be described further below; shows Fig. 1.
In der;"Hödhstfrequenztechnik tritt bei der Kopplung von Schaftelementen häufig das Problem auf, die Kopplungsvorrichtung so zu konstruieren, daß sie in einem möglichst großen Wellenlängenbereich arbeiten kann und dabei beliebige Widerstandstransformationen ermöglicht. Dazu ist es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, die eine Regelung der Gegeninduktivität in einem großen Bereich ermöglichen. Bei dem erfindungsgemäßen Transformator müssen die beispielsweise in den Primärkreis geschalteten Kondensatoren-- regelbar- ausgeführt sein, damit die gewünschte Stromverteilung in einem großen Wellenbereich realisiert werden -kann. Es ist. oft wünschenswert. -für die beiden Kondensatoren eine Einknopfbedienung zu schaffen. Die Forderungen nach Breitbandigkeit und nach großem Transformationsbereich bedingen die verschiedenen .Ausführungen der Erfindung.In the; "Hödhstfrequenztechnik occurs when coupling shaft elements often the problem of designing the coupling device so that it is in can work as large a wavelength range as possible and can perform any resistance transformations enables. For this it is necessary to take measures that regulate the Allow mutual inductance in a wide range. In the inventive Transformer, the capacitors, for example, switched in the primary circuit - be designed to be adjustable, so that the desired power distribution in a large Waveband can be realized. It is. often desirable. -for both Capacitors to create a one-button operation. The demands for broadband and after a large area of transformation, the different versions require the invention.
Die in der Literatur erwähnten, bei großen Koppelschleifen auftretenden Schwierigkeiten erklären sich aus dem Bestehen einer nicht quasi stationären Stromverteilung auf der Schleife. Soll z. B. ein Hohlrohr mit rechteckigem Querschnitt-in der mit Hilfe einer Koppelschleife erregt werden und ist diese in der Mitte des mit einem Blech verschlossenen Anfangsquerschnittes des Hohlrohres angebracht, so wird die Hlö Welle nicht angeregt, falls auf dem in der nuerschnittsmitte. liegenden Punkt der Schleife ein Stromknoten besteht: Vielmehr ist für eine optimale Erregung der Hic Welle erforderlich, daß in diesem Punkt ein Strombauch existiert. Eben diese letztere Stromverteilung läßt sich aber gemäß der Erfindung erzeugen und beruht auf der Verwendung der beiden regelbaren Kondensatoren im Primärkreis.Those mentioned in the literature that occur with large coupling loops Difficulties can be explained by the fact that the current distribution is not quasi-stationary on the loop. Should z. B. a hollow tube with a rectangular cross-section in the with Using a coupling loop and this is in the middle of the with a Sheet metal sealed initial cross-section of the hollow tube attached, so the Hlö wave not excited, if on the one in the middle of the cross section. lying point The loop consists of a current node: Rather, it is for optimal excitation of the This wave requires that a current belly exists at this point. Just these the latter current distribution can, however, be generated and based according to the invention on the use of the two adjustable capacitors in the primary circuit.
Beim Gegenstand der Erfindung ist der Transformator unter Berücksichtigung der bei Höchstfrequenz gegebenen besonderen Verhältnisse ausgebildet. Der Sekundärkreis braucht dabei nicht wie im obigen Beispiel durch eine Paralleldrahtleitung gebildet zu sein, sondern kann auch z. B. durch eine konzentrische Leitung,. eine Bandleitung, einen koaxialen Resonator, eine Hohlleitung mit rundem oder rechteckigem Querschnitt, einen zylindrischen oder quaderförmigen Hohlraumresonator realisiert werden. Der Primärkreis kann so ausgeführt werden, daß er zum Anschluß an eine konzentrische Leitung geeignet ist. Er -läßt sich aber auch in einer Form ausführen, die ihn zum Anschluß an eine Paralleldraht- oder Bandleitung befähigt.In the subject matter of the invention, the transformer is under consideration trained in the special conditions given at maximum frequency. The secondary circuit does not need to be formed by a parallel wire line as in the example above to be, but can also be e.g. B. by a concentric line. a band line, a coaxial resonator, a hollow pipe with a round or rectangular cross-section, a cylindrical or cuboid cavity resonator can be realized. Of the Primary circuit can be designed so that it can be connected to a concentric circuit Line is suitable. But it can also be carried out in a form that makes it Connection to a parallel wire or ribbon cable enabled.
Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit geschlossenem Resonanzkreis, dem weitere Ausführungen zugrunde liegen. Auf einen Metallboden 2 sind zwei z. B. zylindrische Bolzen 9 und 11 aufgesetzt. Eine isolierte Achse 14, die z. B. aus Hochfrequenzkeramik, z. B. aus Calit, besteht, trägt einen Metallbügel 13. Dieser ist so angeordnet, daß seine Enden mit den Stirnflächen der Bolzen die beiden obengenannten regelbaren Kondensatoren bilden. Die Länge der Bolzen wird zweckmäßig etwas kleiner als die kleinste im Betrieb auftretende Viertelwellenlänge bemessen. Die auf den Bolzen und dem Bügel auftretende Stromverteilung ist in Abb. 1 eingezeichnet. Die Kondensatoren liegen in den 'Spannungsmaxima des Resonanzkreises.Fig. 1 shows an embodiment of the invention with a closed Resonance circuit, which is based on further explanations. On a metal floor 2 are two z. B. cylindrical bolts 9 and 11 placed. An isolated axle 14, the z. B. made of high frequency ceramics, e.g. B. made of calite, carries a metal bracket 13. This is arranged so that its ends with the end faces of the bolts form the two adjustable capacitors mentioned above. The length of the stud will be expediently somewhat smaller than the smallest quarter wavelength occurring during operation measured. The current distribution occurring on the bolt and the bracket is shown in Fig. 1 drawn. The capacitors are in the 'voltage maxima of the resonance circuit.
Für besondere Zwecke könnten die Bolzen 9 und 11 sowie die beiden abstimmbaren Kondensatoren verschieden groß bemessen werden. Im allgemeinen wird man aber den Resonator entsprechend Abb. 1 symmetrisch aufbauen und gleiche Bolzen und Kondensatoren verwenden.For special purposes the bolts 9 and 11 and the two tunable capacitors are sized differently. Generally will man but build the resonator symmetrically according to Fig. 1 and use the same bolts and Use capacitors.
Eine Ausführung mit Einknopfbedienung der Kondensatoren erhält man, indem man, z. B. entsprechend der Abb. 4, den Bügel 13 so anordnet, -daß er mit Hilfe der isolierten Achse 14, auf die ein Knopf 7 mit einem Zeiger 6 gesetzt ist, gedreht werden kann. Beide Kondensatoren haben Maximalkapazität, wenn der Bügel 13 genau über den Stirnflächen 10 und 12 der Bolzen 9 und 11 steht. Minimalkapazität liegt vor, wenn der Bügel um 90° gegenüber dieser Lage gedreht ist.A version with one-button operation of the capacitors is obtained by, for. B. according to Fig. 4, the bracket 13 is arranged so that it is with The help of the isolated shaft 14 on which a button 7 with a pointer 6 is placed, can be rotated. Both capacitors have maximum capacity when the bracket 13 is exactly above the end faces 10 and 12 of the bolts 9 and 11. Minimum capacity occurs when the bracket is rotated 90 ° in relation to this position.
Die zwischen den Stirnflächen 10 und 12- und dem Bügel 13 bestehenden Luftspalte müssen genau gleich groß sein, wenn gleiche Kapazität gefordert wird. Eine besondere Ausführung der Erfindung besitzt hierzu eine Justiervorrichtung. Zum Beispiel kann entsprechend Abb. 4 der eine Bolzen teleskopartig ausziehbar gestaltet werden, so daß sich der eine Luftspalt justieren läßt. Ferner läßt sich z. B. die Maximalkapazität beider Kondensatoren zugleich justieren, indem man den Bügel 13 auf der Achse 14 verstellt, so daß beide Luftspalte zugleich vergrößert oder verkleiert werden.The existing between the end faces 10 and 12 and the bracket 13 Air gaps must be exactly the same size if the same capacity is required. A special embodiment of the invention has an adjusting device for this purpose. For example, according to Fig. 4, one of the bolts can be designed to be telescopic so that one air gap can be adjusted. Furthermore, z. B. the Adjust the maximum capacitance of both capacitors at the same time by turning the bracket 13 adjusted on the axis 14 so that both air gaps are enlarged or narrowed at the same time will.
Der Primärkreis des erfindungsgemäßen Transformators entsteht aus dem beschriebenen geschlossenen Resonanzkreis, indem man ihn an geeigneter Stelle aufschneidet. Abb. 2 zeigt eine Ausführung, die den Anschluß einer konzentrischen Leitung an den. Primärkreis gestattet. Hierzu wird z. B. der Bolzen 9 ausgehöhlt und ein Innenleiter eingeführt, der gegebenenfalls an seinem dem Bügel 13 zugewandten Ende mit einem Stempel zur Erhöhung der Kapazität versehen ist. Das Ersatzschaltbild dieser Ausführung zeigt Abb. 11.The primary circuit of the transformer according to the invention arises from the described closed resonance circuit by placing it in a suitable place cuts open. Fig. 2 shows an embodiment that allows the connection of a concentric Line to the. Primary circuit permitted. For this purpose z. B. the bolt 9 hollowed out and an inner conductor is introduced, which optionally on its the bracket 13 facing The end is provided with a stamp to increase the capacity. The equivalent circuit diagram Fig. 11 shows this version.
Abb.3 zeigt eine Ausführung, die den Anschluß einer Paralleldraht- oder Bandleitung an den Primärkreis ermöglicht. Hierzu trennt man z. B. die Bolzen 9 und 11 von dem Boden 2 und führt sie durch Löcher in diesem. Das Ersatzschaltbild dieser Ausführung zeigt Abb. 12.Fig.3 shows a version that allows the connection of a parallel wire or ribbon line to the primary circuit. For this purpose one separates z. B. the bolts 9 and 11 from the bottom 2 and leads them through holes in this. The equivalent circuit diagram Fig. 12 shows this version.
Die bisher beschriebenen Maßnahmen und die ihnen entsprechenden Ausführungen bezogen sich auf die Abstimmung des Primärkreises. Um beliebige Widerstandstransformationen zu ermöglichen, muß die Gegeninduktivität regelbar gemacht werden. Hierzu können die folgenden Ausführungen herangezogen werden, die zur Regelung der Gegeninduktivität Methoden benutzen, die den bei gewöhnlichen Koppelschleifen angewandten, an sich bekannten Maßnahmen entsprechen.The measures described so far and the corresponding explanations related to the coordination of the primary circle. Any resistance transformations To enable, the mutual inductance must be made controllable. You can do this the following explanations are used to regulate the mutual inductance Use methods similar to those used in ordinary coupling loops correspond to known measures.
Die erste derartige Ausführung zeigen die Abb. 4 und 5. Der Primärkreis ist auf eine drehbare Scheibe 2 mit der eingetragenen Marke 5 montiert, so daß er gegenüber dem Sekundärkreis verdreht werden kann. Hierbei ändert sich der vom Kreis erfaßte Induktionsfluß und damit die Gegeninduktiv ität.The first such embodiment is shown in Figs. 4 and 5. The primary circuit is mounted on a rotatable disc 2 with the registered trademark 5 so that he can be rotated with respect to the secondary circuit. This changes the one from the circle detected induction flux and thus the mutual inductivity.
Ist der Sekundärkreis z. B. ein Hohlleiter mit rechteckigem Querschnitt, so kann der Primärkreis z. B. in dem mit einem Blech verschlossenen Anfangsquerschnitt des Hohlleiters drehbar gelagert werden, wie Abb. 5 zeigt. Wenn der Primärkreis wie in diesem Fall vom Sekundärkreis gleichstrommäßig nicht getrennt ist, sondern in der Wand des den Sekundärkreis bildenden Schaltelementes gelagert wird, muß für guten Kontakt zwischen Drehscheibe 2 und Wand 1 gesorgt werden, da die auf der Wand fließenden Ströme vom Umfang der Drehscheibe geschnitten werden. Eine Ausfrihrüng = der Erfindung benutzt hierzu folgende - an sich bekannte Hilfsmittel: Die Drehscheibe wird durch eine federnde Lagerung gegen ..die Wand gepreßt. Hierzu können z. B. entsprechend Abb, 5 zwei- Halbmonde 3 und 4 dienen, die unter Zwischenlage von Gummiringen rriif Schrauben befestigt sind, so daß sie auf die Drehscheibe 2 einen Druck-ausüben.Is the secondary circuit z. B. a waveguide with a rectangular cross-section, so the primary circuit z. B. in the initial cross-section closed with a sheet metal of the waveguide can be rotated, as shown in Fig. 5. When the primary circuit as in this case, it is not separated from the secondary circuit in terms of direct current, but is stored in the wall of the switching element forming the secondary circuit, must for Good contact between turntable 2 and wall 1 must be ensured, since the one on the wall flowing streams are cut from the circumference of the turntable. An exercise = the invention uses the following aids known per se: the turntable is pressed against ... the wall by a resilient mounting. For this purpose, z. B. As shown in Fig. 5, two crescents 3 and 4 are used, which are sandwiched by rubber rings rriif screws are fastened so that they exert a pressure on the turntable 2.
Bei einer -anderen Ausführung sind -'auf die Drehscheibe öder das Lager Kontaktfedern gesetzt, durch die der Kontakt zwischen Drehscheibe und Wand gewährleistet ist. Bei einer weiteren Ausführung verbindet man die Drehscheibe -2 unter Vermeidung eines gleichstrommäßigen Kontaktes kapazitiv mit der Wand, z. B. indem man-die direkte Berührung von Drehscheibe und Wand durch Zwischenlegen eines Diedektrikum unterbindet, so daß _ z. B: ein Flanschkondensatör entsteht.With a -other version -'on the turntable or that Bearing contact springs are set through which the contact between the turntable and the wall is guaranteed. In another embodiment, the turntable -2 is connected while avoiding direct current contact capacitively with the wall, e.g. B. by direct contact between the turntable and the wall by inserting a Dielectric prevents so that _ z. B: a flange condenser is created.
Bei der zweiten Ausführung mit Regelung der Gegeninduktivität zieht man den Primärkreis aus dem Feld des den Sekundärkreis bildenden Schaltelementes mehr oder weniger heraus. Hierzu kann man z. B. den Boden 2 des Primärkreises in Form eines Kolbens ausführen, der in einem Zylinder geführt ist, so daß die gewünschte Bewegung erfolgen kann. Gegebenenfalls wird der Zvlinder auf die Wand des den Sekundärkreis bildenden Schaltelementes direkt aufgesetzt.In the second version with regulation of the mutual inductance pulls the primary circuit from the field of the switching element forming the secondary circuit more or less out. For this you can z. B. the bottom 2 of the primary circuit in Perform the form of a piston which is guided in a cylinder, so that the desired Movement can take place. If necessary, the cylinder is placed on the wall of the secondary circuit forming switching element placed directly.
Eine dritte Ausführung nutzt zur Regelung der Gegeninduktivität die Möglichkeit, .den Primärkreis im Feld des den Sekundärkreis bildenden Schaltelementes zu bewegen, so daß er in Gebiete mit verschieden großer Feldstärke gelangen kann. Zum Beispiel setzt man den Primärkreis auf einen Schlitten, der gegebenenfalls direkt auf der Wand des- den Sekundärkreis bildenden Schaltelementes montiert wird, z. B. derart, daß der Primärkreis durch einen Schlitz in der Wand tritt und in diesem geführt wird. Befürchtet man das Austreten von Hochfrequenz durch die vom Primärkreis nicht ausgefüllten Teile des Schlitzes, können diese gegebenenfalls zur Abschirmung mit Metallteilen abgedeckt werden.A third version uses the to regulate the mutual inductance Possibility of .the primary circuit in the field of the switching element forming the secondary circuit to move so that he can get into areas with different strengths of the field. For example, one puts the primary circuit on a slide, which if necessary directly is mounted on the wall of the switching element forming the secondary circuit, e.g. B. such that the primary circuit passes through a slot in the wall and in this to be led. If one fears the leakage of high frequency through the primary circuit Unfilled parts of the slot, these can optionally be used for shielding be covered with metal parts.
Durch Fugen, die bei den Vorrichtungen zur Bewegung des Primärkreises unvermeidlich sind, kann Höchstfrequenz entweichen. Bei einer Ausführung der Erfindung wird daher zur Abschirmung ein an sich bekanntes Absorptionsmaterial, z. B. Hochfrequenzeisen; verwendet, das über den Fugen angeordnet wird, z. B. in Form eines Ringes bei den drehbaren Ausführungen des Primärkreises.By joints in the devices for moving the primary circuit are unavoidable, maximum frequency can escape. In one embodiment of the invention is therefore a known absorption material such. B. high frequency iron; used, which is placed over the joints, e.g. B. in the form of a ring in the rotatable versions of the primary circuit.
Eine der Hauptaufgaben eines Transformators ist es. Widerstandstransformationen vorzunehmen. Vernachlässigt man die primäre und die sekundäre Selbstinduktion bzw. sind diese kompensiert, so gilt für einen Transformator ohne Streuverluste für die Transformation zwischen Primärwiderstand -3i1 und Sekundärwiderstand 'e.2: -W1 N2 = 032 Mit M21.One of the main tasks of a transformer is. Make resistance transformations. If the primary and secondary self-induction are neglected or if they are compensated, the following applies for a transformer without leakage losses for the transformation between primary resistance -3i1 and secondary resistance 'e.2: -W1 N2 = 032 with M21.
Hierbei sind 4T12 bzw. 1L721 die Gegeninduktivitäten im Vorwärts- bzw. Rückwärtsbetrieb, die bei gewöhnlichen Transformatoren einander gleich sind. Diese Beziehung bedeutet, daß zur Transformation eines hohen Widerstandes in einen anderen hohen Widerstand eine hohe Gegeninduktivität erforderlich ist.Here, 4T12 and 1L721 are the mutual inductances in the forward or reverse operation, which are the same for ordinary transformers. This relationship means that to transform a high resistance into a other high resistance a high mutual inductance is required.
Die derart an einen Transformator gestellten Anforderungen können unter Umständen herabgesetzt werden, indem man, den zu transformierenden Widerstand einer Vortransformation durch zusätzliche Mittel unterwirft, bevor man ihn dem eigentlichen. Transformator zuführt. Zudem kann durch solche zusätzlichen Transformationsmittel eine Erweiterung oder Verschiebung des Widerstandstransformationsbereichs erzielt werden.The requirements placed on a transformer in this way can may be reduced by adding the resistance to be transformed one Pre-transformation by additional means before it is subjected to the actual one. Transformer feeds. In addition, such additional transformation means an expansion or shift of the resistance transformation range is achieved will.
Bei einer Ausführung der Erfindung werden zur Vortransformation an sich bekannte Blenden, z. B. induktive, kapazitive oder Resonanzblenden, in dem den Sekundärkreis bildenden Schaltelement angebracht. Bei einer anderen Ausführung dienen zur Vortransformation an sich bekannte Stifte, z. B. induktive, kapazitive oder Resonanzstifte, die gegebenenfalls regelbar ausgeführt werden können.In one embodiment of the invention, the pre-transformation is on known apertures, e.g. B. inductive, capacitive or resonance diaphragms in which attached the secondary circuit forming switching element. In another version are used for pre-transformation pens known per se, e.g. B. inductive, capacitive or resonance pins, which can optionally be designed to be adjustable.
Unter Umständen ist eine Ausführung der Erfindung, die eine Füllung des Transformators mit einem festen oder flüssigen Dielektrikum vorsieht, vorteilhaft. Hierdurch wird nämlich der Feldwellenwiderstand der den Primär- oder Sekundärkreis bildenden Doppel- oder Hohlleitungen herabgesetzt, ferner im Falle der Hohlleitungen die Grenzwellenlängen vergrößert, so daß hierdurch der Widerstandstransformationsbereich und der Wellenlängenbereich, in dem die Ausführung brauchbar ist, erweitert oder verschoben werden.One embodiment of the invention may be that of a filling of the transformer provides with a solid or liquid dielectric, advantageous. This is because the field wave resistance of the primary or secondary circuit forming double or hollow pipes, also in the case of hollow pipes the cut-off wavelengths increased, so that the resistance transformation range and the range of wavelengths in which the embodiment is useful extends or be moved.
Was die Beschaffenheit des Sekundärkreises der Erfindung betrifft, sind mehrere Ausführungen möglich. Bei einer Ausführung besteht der Sekundärkreis aus einem Hohlrohr mit rechteckigem Querschnitt, durch dessen Mantel der Primärkreis tritt. An die beiden offenen Enden des Rohres können weitere Schaltelemente angeschlossen werden. Diese Ausführung gestattet, an den Sekundärkreis des Transformators zwei Schaltelemente in Parallelschaltung anzuschließen.As for the nature of the secondary circuit of the invention, several versions are possible. In one version, there is a secondary circuit from a hollow tube with a rectangular cross-section, through whose jacket the primary circuit occurs. Further switching elements can be connected to the two open ends of the tube will. This design allows two to the secondary circuit of the transformer Connect switching elements in parallel.
Bei einer anderen Ausführung ist der Anfangsquerschnitt des rechteckigen Hohlrohres mit einer Blechwand verschlossen, und der Primärkreis tritt durch diese, z. B. durch ihre Mitte, wie in Abb. 5 und 6 dargestellt ist, oder aber durch den Mantel des Hohlrohres.In another embodiment, the initial cross-section is the rectangular one Hollow tube closed with a sheet metal wall, and the primary circuit passes through this, z. B. through its center, as shown in Fig. 5 and 6, or through the Jacket of the hollow tube.
Eine Ausführung, die als Mikrowellenstrahler geeignet ist, entsteht aus der letztgenannten, indem das Hohlrohr am Ende offen ausgeführt und der Querschnitt in bekannter Weise so bemessen wird, daß bei Erregung der H1.- Welle die übrigen Wellentypen hinreichend stark abgefallen sind, bevor sie das Ende des Hohlrohres erreichen, während sich die Hiö Welle ungehindert ausbreitet. Der Primärkreis kann wie bei früheren Ausführungen beschaffen und angeordnet sein, z. B. derart, daß ein Primärkreis nach Abb. 4 in der Mitte des Anfangsquerschnittes des Hohlrohres nach Abb. 5 drehbar gelagert ist. Diese Ausführung ist in einem sehr großen Wellenlängenbereich als Strahler zum Senden und zum Empfang geeignet. Dabei lassen sich in einem sehr großen Wellenlängenbereich, z. B. von 45 bis 70 cm, Widerstandstransformationen zwischen dem Objekt und dem Zuführungskabel zum Primärkreis, insbesondere eine Anpassung, bewerkstelligen. Eine bestimmte Transformation wird durch geeignete Einstellung der Drehscheibe 2 und des Bügels 13 erzielt. Die Abb.8 zeigt, daß eine Transformation durch vier Stellungen mit den Winkeln p und a usw. von Bügel und Drehscheibe ermöglicht wird.A design that is suitable as a microwave radiator is created from the latter by making the hollow tube open at the end and the cross-section is dimensioned in a known manner so that when the H1. wave is excited, the remaining Wave types have fallen off sufficiently before they reach the end of the hollow tube while the Hiö wave spreads unhindered. The primary circuit can be designed and arranged as in previous designs, e.g. B. such that a primary circle according to Fig. 4 in the middle of the initial cross-section of the hollow tube is rotatably mounted according to Fig. 5. This version is in a very large wavelength range suitable as a radiator for sending and receiving. It can be turned into a very large wavelength range, e.g. B. from 45 to 70 cm, resistance transformations between the object and the supply cable to the primary circuit, in particular an adaptation, accomplish. A particular transformation is achieved through appropriate setting the turntable 2 and the bracket 13 achieved. Fig.8 shows that a transformation made possible by four positions with angles p and a etc. of bracket and turntable will.
Ein Wellenwechsel kann durch entsprechende Abstimmung des Primärkreises leicht vorgenommen werden.A wave change can be achieved by appropriate coordination of the primary circuit can be made easily.
Über die Vorteile dielektrischer Einsätze wurde bereits oben berichtet. Bei einer Ausführung der Erfindung, die als Sekundärkreis ein rechteckiges Hohlrohr mit drehbar im Anfangsquerschnitt angebrachtem Primärkreis hat, ist ein auswechselbarer dielektrischer Einsatz, z. B. aus Polystyrol (Handelsbezeichnung Trolitul), folgendermaßen beschaffen: Auf die Drehscheibe 2 ist ein zylindrisches Dielektrikum 16 (Abb. 7) gesetzt, so da.ß der Primärkreis mit Ausnahme des Bügels 13 darin eingebettet ist. Das Dielektrikum 16 läßt sich zusammen mit dem Primärkreis in der Aussparung eines zweiten quaderförrnigen Dielektrikums 15 drehen. Abb.7 zeigt die beiden dielektrischen Einsätze, die z. B. durch Aufeinanderkleben von Trolitulplatten gefertigt werden können. Ein spezielles Exemplar dieser Ausführung war ohne Einsatz im Wellenbereich von 30 bis 50 cm, mit Einsatz im Bereich von 45 bis 70' cm bei Erregung eines eindeutigen Wellentyps, nämlich der HJ. -Welle, brauchbar. Es ist möglich, mehrere dielektrische Einsätze zu verwenden und dabei die Dielektrizitätskonstante so zu wählen, daß sich die Wellenbereiche überlappen.The advantages of dielectric inserts have already been reported above. In one embodiment of the invention, the secondary circuit is a rectangular hollow tube with a rotatable primary circuit in the initial cross-section is an exchangeable one dielectric insert, e.g. B. made of polystyrene (trade name Trolitul), as follows type: A cylindrical dielectric 16 is placed on the turntable 2 (Fig. 7) set so that the primary circuit with the exception of the bracket 13 is embedded therein. The dielectric 16 can be together with the primary circuit in the recess of a second cuboid dielectric 15 rotate. Fig.7 shows the two dielectric Inserts that z. B. be made by gluing Trolitul plates on top of each other can. A special example of this version was not used in the shaft area from 30 to 50 cm, with use in the range of 45 to 70 'cm when a clear one is excited Wave type, namely the HJ. -Wave, usable. It is possible to have multiple dielectric To use inserts and choose the dielectric constant so that the wavebands overlap.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Sekundärkreis ein Hohlrohr mit rundem Querschnitt, in dem z. B. die Hil-Welle erregt wird. Der Primärkreis kann z. B. durch den Mantel treten, so daß sich an die beiden freien Enden des Rohres weitere Schaltelemente anschließen lassen. Wird der Anfangsquerschnitt des Hohlrohres mit einer Blechwand verschlossen, so. läßt sich der Primärkreis in diesem, z. B. in der Mitte, anbringen, aber auch im Mantel des Hohlrohres.In a further embodiment of the invention, the secondary circuit is a hollow tube with a round cross-section, in which z. B. the Hil wave is excited. Of the Primary circuit can e.g. B. step through the coat, so that the two free Connect further switching elements to the ends of the pipe. Will be the initial cross-section the hollow tube closed with a sheet metal wall, so. can the primary circuit in this, e.g. B. in the middle, but also in the jacket of the hollow tube.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Sekundärkreis eine konzentrische Leitung, die z. B. in der Lecherwelle erregt wird. Für die Anbringung des Primärkreises bestehen dieselben Möglichkeiten wie bei der vorangehenden Ausführung. Bei den beiden zuletzt genannten Ausführungen läßt sich durch geeignete Bemessung des Hohlrohrquerschnitts ein eindeutiger Wellentyp erzielen.In a further embodiment of the invention, the secondary circuit is a concentric line z. B. is excited in the Lecherwelle. For attachment of the primary circuit are the same as in the previous version. In the case of the last two versions mentioned, by suitable dimensioning achieve a clear wave type of the hollow tube cross-section.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist der Sekundärkreis eine Paralleldraht- oder Bandleitung, die in der Lecherwelle erregt wird. Der Primärkreis kann durch eines der Bänder treten oder auch von den Bändern bzw. Drähten gleichstrommäßig getrennt in Leitungsnähe gelagert sein, wobei sich an die beiden freien Enden der Leitung weitere Schaltelemente anschließen lassen. Bei gleicher Anbringung des Primärkreises kann aber auch in seiner Nähe ein Ende der Leitung durch einen Bügel oder eine leitende Wand kurzgeschlossen werden, während das andere zum Anschluß weiterer Schaltelemente dient. Schließlich kann der Primärkreis auch in dieser Kurzschlußwand angebracht werden.In another embodiment of the invention, the secondary circuit is one Parallel wire or ribbon cable that is excited in the Lecherwelle. The primary circle can pass through one of the belts or from the belts or wires with direct current be stored separately near the line, with the two free ends of the Let the line connect further switching elements. With the same attachment of the primary circuit but can also close an end of the line through a bracket or a conductive Wall are short-circuited, while the other to connect further switching elements serves. Finally, the primary circuit can also be installed in this short-circuit wall will.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Sekundärkreis ein kastenförmiger Hohlraumresonator, der z. B. im H"),-Schwingungstyp erregt wird. Dabei tritt der Primärkreis durch eine der sechs Wände.In a further embodiment of the invention, the secondary circuit is a box-shaped cavity resonator, e.g. B. in the H "), - vibration type is excited. The primary circle passes through one of the six walls.
Bei einer anderen Ausführung besteht der Sekundärkreis aus einem zylindrischen Hohlraumresonator, der sich z. B. im HM-Schwingungstyp erregen läßt. Der Primärkreis tritt durch Boden, Deckel oder Mantel.In another version, the secondary circuit consists of a cylindrical one Cavity resonator, which is z. B. can be excited in the HM vibration type. The primary circle occurs through the bottom, lid or jacket.
Bei einer weiteren Ausführung ist der Sekundärkreis ein koaxialer Resonator, der z. B. im Lechertyp erregt wird. Der Resonator besitzt z. B. Kreisquerschnitt. Der Primärkreis läßt sich wie bei der vorangehenden Ausführung anbringen. Bei den drei zuletzt genannten Ausführungen läßt sich der Resonator so dimensionieren, daß ein bestimmter Wellentyp ausschließlich existiert. Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Sekundärkreis einer der Resonatoren eines Senders oder Verstärkers, z. B. der Anodenresonanzkreis eines abstimmbaren Scheibentriodensenders. Dieser Sender verfügt dann über eine in einem großen Wellenbereich kontinuierlich regelbare Auskopplungsvorrichtung, die z. B. zur Anpassung des Senders an einen Verbraucher zum Zwecke maximaler Leistungsabgabe dienen kann.In a further embodiment, the secondary circuit is a coaxial one Resonator, the z. B. is excited in the Lechertyp. The resonator has z. B. circular cross-section. The primary circuit can be attached as in the previous version. Both In three of the last-mentioned versions, the resonator can be dimensioned in such a way that a certain wave type only exists. With another Implementation of the invention is the secondary circuit of one of the resonators of a transmitter or amplifier, e.g. B. the anode resonance circuit of a tunable disc triode transmitter. This transmitter then has a continuous in a large wave range controllable decoupling device, the z. B. to adapt the transmitter to one Can serve consumers for the purpose of maximum output.
Eine weitere Ausführung der Erfindung besitzt ein oder mehrere an sich bekannte Mikrowellenfilter, die in den Primär- oder den Sekundärkreis gefügt sind. Ein derartiges Filter, z. B. ein Tiefpaß, kann in koaxialer Bauweise oder auch in Hohlleiterbauweise ausgeführt werden. Es leistet z. B. bei der Unterdrückung von Oberwellen, die die Funktion des Transformators in Frage stellen, gute Dienste, indem es eine Monochromatisierung bewirkt.Another embodiment of the invention has one or more features known microwave filters, which are added to the primary or the secondary circuit are. Such a filter, e.g. B. a low-pass filter, can be in a coaxial design or can also be implemented in waveguide construction. It does z. B. in oppression of harmonics that question the function of the transformer, good service, by causing monochromatization.
Eine andere Ausführung der Erfindung dient als Symmetrierungsglied. Hierzu ist der Primärkreis, wie bei früheren Ausführungen beschrieben, mit einem konzentrischen Anschluß versehen, und der Sekundärkreis besteht aus einer Paralleldraht- oder Bandleitung. Es ist aber auch möglich, den Primärkreis, wie weiter oben geschildert, mit Anschlüssen für eine Paralleldraht- bzw. Bandleitung zu versehen, während der Sekundärkreis durch eine konzentrische Leitung gebildet ist.Another embodiment of the invention serves as a balancing element. For this purpose, the primary circuit is, as described in earlier versions, with a concentric connection, and the secondary circuit consists of a parallel wire or tape line. But it is also possible to use the primary circle, as described above, to be provided with connections for a parallel wire or ribbon line, during the Secondary circuit is formed by a concentric line.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DER20515A DE1065037B (en) | 1957-02-09 | 1957-02-09 | Adjustable inductive transformer for a large wavelength range for coupling double lines or double line resonators with double lines, hollow pipelines, double line resonators or cavity resonators |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DER20515A DE1065037B (en) | 1957-02-09 | 1957-02-09 | Adjustable inductive transformer for a large wavelength range for coupling double lines or double line resonators with double lines, hollow pipelines, double line resonators or cavity resonators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1065037B true DE1065037B (en) | 1959-09-10 |
Family
ID=7400687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DER20515A Pending DE1065037B (en) | 1957-02-09 | 1957-02-09 | Adjustable inductive transformer for a large wavelength range for coupling double lines or double line resonators with double lines, hollow pipelines, double line resonators or cavity resonators |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1065037B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH214302A (en) * | 1938-04-13 | 1941-04-15 | Telefunken Gmbh | Coupling device for ultra-short wave devices. |
| GB595098A (en) * | 1944-06-13 | 1947-11-26 | Marconi Wireless Telegraph Co | Improvements in variable reactance devices |
| DE910675C (en) * | 1948-06-16 | 1954-05-06 | Richard Wallauschek | Adjustable impedance transformer with high transmission ratio for use on a wide band in the field of ultrashort waves |
-
1957
- 1957-02-09 DE DER20515A patent/DE1065037B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH214302A (en) * | 1938-04-13 | 1941-04-15 | Telefunken Gmbh | Coupling device for ultra-short wave devices. |
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| DE910675C (en) * | 1948-06-16 | 1954-05-06 | Richard Wallauschek | Adjustable impedance transformer with high transmission ratio for use on a wide band in the field of ultrashort waves |
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