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Anordnung zur Parallelschaltung zweier Hochfrequenzsender an einem
gemeinsamen Verbraucherwiderstand In derHochfrequenznachrichtentechnik ist es manchmal
erforderlich, daß zwei Hochfrequenzsender mit einem gemeinsamen Verbraucherwiderstand,
beispielsweise einer Antenne, derartig verbunden werden, daß die Summe der Ausgangsleistungen
beider Sender im Verbraucherwiderstand wirksam wird, die Senderausgänge jedoch gegeneinander
praktisch entkoppelt sind. Zu diesem Zweck sind bereits brückenartige Ringschaltungen
mit vier als Anschlüsse dienenden Knotenpunkten bekanntgeworden, an welche die beiden
Senderausgänge, der Verbraucherwiderstand und ein Nachbildungswiderstand angeschlossen
sind.
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Fig.l zeigt das Prinzipschaltbild einer derartigen bekannten Anordnung
mit den Sendern S1 und S2, den Knotenpunkten 1, 2, 3 und 4 sowie der Antenne mit
dem Eingangswiderstand Rund dem AusgleichswiderstandKA (künstliche Antenne) von
der Größe R. Wenn beide Sender mit um 90° versetzter Phase und jeder mit geeigneter
Anpassung an den Eingangswiderstand der Ringschaltung arbeiten, gelangt bekanntlich
die Summe der Ausgangsleistungen beider Sender zur Antenne A, während nichts zu
dem Ausgleichswiderstand KA gelangt. Wenn ein Sender ausfällt und der zugehörige
Anschluß infolgedessen offen ist, verteilt sich die Ausgangsleistung des noch in
Betrieb befindlichen Senders hälftig auf A und KA.
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Fig. 1 gibt an, daß die elektrischen Längen der zwischen den Knotenpunkten
liegenden Zweige- der Ringleitung gleich A/4 gewählt sind, während die Wellenwiderstände
der Querzweige 1-2 und 3-4 gleich R, die Wellenwiderstände der Längszweige 1-3 und
2-4 gleich R/1/-2 bemessen sind.
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Es ist ebenfalls bekannt, derartig @ Rirgschaltungen aus Stücken koaxialer
Leitungen aufzubauen. Dabei kann man die Leitungsstücke als wirkliche (nichtquasistationäre)
a/4-Leitungsstücke ausbilden. Ihre Abstimmung auf die jeweilige Betrieb,wellenlänge
könnte dann mit Hilfe sogenannter Posaunen erfolgen. Eine Abstimmung innerhalb ausgedehnterer
Frequenzgrenzen unter Vermeidung der konstruktiv, besonders bei sehr hohen Frequenzen,
schwierig zu gestaltenden Posaunen ermöglicht der Aufbau derartiger Anordnungen
aus quasistationären 2/4-Ersatzgliedern, d. h. aus Gliedern, welche die elektrische
Länge A/4 aufweisen und aus quasistationären Bauelementen bestehen. Diese Elemente
(Induktivitäten und Kapazitäten) können bekanntlich durch leer laufende oder kurzgeschlossene
Leitungsstücke entsprechend bemessener Länge dargestellt werden. Infolge der dadurch
gegebenen Vorteile geht die Erfindung von einer aus solchen quasistationären A/4-Ersatzgliedern
aufgebauten Anordnung aus, wobei durchweg z-Glieder mit j e zwei Querkapazitäten
und einer Längsinduktivität verwendet werden sollen, um die unvermeidlichen Streukapazitäten
der Knotenpunkte gegen Masse in die genannten Querkapazitäten einbeziehen zu können.
Fig.2 zeigt die sich auf diese Weise ergebende Anordnung mit j e zwei Induktivitäten
a und b sowie den aus je zwei parallel liegenden Einzelkapazitäten gebildeten Kapazitäten
c mit Eintragung der aus den Mrellenwiderständen berechneten Ohmwerte für diese
Reaktanzen bei einer Anpassung auf 60 SZ. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
für die in Fig. 2 dargestellte Schaltung eine aus koaxialen Leitungsstücken aufgebaute
Anordnung anzugeben, welche sowohl einfach und raumsparend ist als auch erforderlichenfalls
ohne großen zusätzlichen Aufwand und auf zuverlässige Weise auf verschiedene Betriebsfrequenzen
eines ausgedehnten Bereiches abgestimmt werden kann. Dabei sollen Isolationsstücke
zur Halterung der Innenleiter nicht erforderlich sein. und von diesen eine gute
Wärmeabfuhr nach außen gewährleistet sein. Außerdem sollen wenigstens die Abstimmittel
der induktiven Widerstände auf Erdpotential liegen können, um Schwierigkeiten durch
veränderliche Erdkapazitäten zu vermeiden.
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Die Erfindung geht nach den vorangestellten allgemeinen Erörterungen
aus von einer bekannten Anordnung zur Parallelschaltung zweier Hochfrequenzsender
an einen gemeinsamen Verbraucherwiderstand, bestehend aus einer Ringschaltung von
vier elektrisch je A/4 langen z-Gliedern mit je einer Längsinduktivität und je zwei
Querkapazitäten, welche durch Stücke koaxialer Leitungen gebildet werden, wobei
die beiden Sender an ein Paar einander benachbarter Knotenpunkte und der Verbraucherwiderstand
und ein diesem entsprechender Ausgleichswiderstand an das andere Paar einander benachbarter
Knotenpunkte angeschlossen und die Wellenwiderstände der Zweige zwischen den Knotenpunkten
eines
der genannten Paare gleich R, die Wellenwiderstände der beiden übrigen Zweige aber
gleich R/V-2 bemessen sind, wobei R der Wellenwiderstand der Anschlußleitungen bzw.
der Widerstand des Verbraucher-bzw. des Ausgleichswiderstandes ist. Erfindungsgemäß
sind die zur Darstellung der paarweise zusammengefaßten Kapazitäten dienenden Leitungsstücke
erdseitig kurzgeschlossen und besitzen eine Länge zwischen Z/4 und 2./2, während
ihr Innenleiter rohrförmig ausgebildet ist und als Außenleiter eines kürzer als
2./4 bemessenen, ebenfalls erdseitig kurzgeschlossenen Leitungsstückes dient, welches
eine an denselben Knotenpunkt wie die zugehörige Kapazität angeschlossenen Induktivität
darstellt, und die Achsen der Leitungsstücke liegen dabei im wesentlichen auf den
Kanten eines Parallelepipeds, und die Leitungsstücke sind derartig angeordnet, daß
entweder alle äußeren Anschlüsse an den Knotenpunkten auf derselben Seite oder je
ein Paar auf der einen und ein Paar auf der anderen Seite der Anordnung liegen.
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Durch die Erfindung wird die erwähnte Aufgabe gelöst. Fig. 3 zeigt
eine nach der Erfindung ausgeführte Anordnung, welche die Vorteile erkennen läßt.
Obwohl von den insgesamt acht Leitungsstücken die vier Induktivitätsleitungen a
bzw. b innerhalb des hohl ausgebildeten Innenleiters der vier Kapazitätsleitungen
c liegen und dadurch eine sehr gedrängte, raumsparende Bauweise erzielt wird, sind
alle Anschlüsse bei den Knotenpunkten 1, 2,3 und 4 gut zugänglich. Da sämtliche
Leitungsstücke an ihren, denKnotenpunktenabgewendeten Enden über dicke, plattenförmige
geerdete Leiter kurzgeschlossen sind, ist ein guter Wärmeübergang von den Innenleitern,
nach außen gewährleistet, und Isolationsstücke zur Halterung sind überflüssig. Die
geometrischen Längen der die Kapazitäten c und Induktivitäten a bzw.
b
darstellenden kurzgeschlossenen Leitungsstücke sind durch die von den erdseitigen
Enden her verstellbaren Kurzschlußschieber 5 bzw. 6 einstellbar. In Fig. 3 sowie
in den weiteren Fig. 4 und 5 ist die Lage der Knotenpunkte mit den Ziffern 1, 2,
3 und 4 wie in Fig. 2 bezeichnet. Die unmittelbar mit den Knotenpunkten in Verbindung
stehenden Verbindungsbänder sind entsprechend mit 1', 2', 3' und 4' bezeichnet,
die Anschlußleitungen an den Knotenpunkten mit 1", 2", 3" und 4". Bei einwandfreier
mechanischer Ausführung können sowohl die die Kapazitäten c darstellenden Leitungsstücke
als auch die paarweise wellenwiderstandsgleichen, die Induktivitäten darstellenden
Leitungsstücke a bzw. b
für gemeinsame Betätigung der Kurzschlußschieber untereinander
gleicher Leitungsstücke eingerichtet sein..
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Fig. 4 ist eine Schnittzeichnung einer Anordnung nach der Erfindung,
welche in ihrem Aufbau derjenigen nach Fig.3 weitgehend entspricht, bei der jedoch
die Abschlußleitungen 1" und 4" auf der einen Seite und die Anschlußleitungen 2"
und 3" auf der anderen Seite der Anordnung liegen, was oft von Vorteil sein. kann.
Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein., daß die Anschlußleitungen 1" und 2"
auf der einen, die Anschlußleitungen 3" und 4" auf der anderen Seite liegen.
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Fig.5 zeigt eine Ausführungsform der nach der Erfindung ausgebildeten
Anordnung, bei welcher die die Induktivitäten a bzw. b darstellenden
Leitungsstücke je ungefähr hälftig geteilt und die Teile räumlich voneinander getrennt
in den Innenleitern zweier Kapazitäten c darstellender Leitungsabschnitte untergebracht
sind, welche an dieselben Knotenpunkte angeschlossen sind wie die mit ihnen räumlich
zusammengefäßten Teile. Diese Ausführungsform vermeidet den bei sehr hohen Frequenzen
möglicherweise spürbaren Nachteil der Anordnung nach Fig. 3, daß dort die Ansatzpunkte
der beiden Induktivitäten in jedem Knotenpunkt nicht unmittelbar zusammenfallen,
sondern um etwa den vierten Teil des Umfanges des Außenleiters der Kapazitätsleitung
auseinanderstehen. Dieser Abstand ergibt eine kleine Zusatzinduktivität. Gemäß Fig.
5 werden die Induktivitätsleitungen je zur Hälfte in jedem Innenzylinder der Kapazitätsleitungen
untergebracht; sie sind entsprechend mit a/2 und b/2 bezeichnet. Die Verbindungsbänder
liegen dann nicht mehr an einem Ende, sondern in der Mitte jeder Induktivität und
sind entsprechend reit a' und b' bezeichnet. Die Kapazität dieser
Bänder läßt das A/4-Glied in zwei unsymmetrische, in Reihe geschaltete A/8-z-Glieder
zerfallen, was prinzipiell keine Nachteile bringt. Da nun jede Kapazitätsleitung
Anteile beider Typen von Längsinduktivitäten enthält, wird die Erdsymmetrie nicht
mehr gestört, wenn die Verbindungsbänder verschieden gemacht werden. Man kann also
jetzt die Induktivitäten der Verbindungsbänder so abgleichen, daß sie sich wie Y-2:
1 zueinander verhalten,, ebenso wie die Wellenwiderstände der Induktivitätsleitungen
im Innern der Kapazitätsleitungen. Um die erste Forderung zu erfüllen, kann die
Anordnung so gewählt werden, daß das Verbindungsband für die kleinere Induktivität
a ungefähr r2-mal kürzer ist als das andere Verbindungsband. Dieser Abgleich erlaubt
eine Verstellung der Abstimmung sämtlicher Induktivitäten durch einen gemeinsamen
Handgriff. Auch für die Anordnung nach Fig. 5 ist es möglich, im Bedarfsfalle jeden
zweiten aus Kapazitätsleitung und eingebauten Induktivitätsleitungen bestehenden
Zylinder wie in Fig. 4 um 180° herumzuklappen.