DE1143873B - Brueckenanordnung zur gegenseitigen Entkopplung zweier Hochfrequenzgeneratoren gleicher Frequenz mit gemeinsamem Ausgangswiderstand - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21 a⁴ 74

INTERNATIONALE KL.

HOIp; H03h

T20057IXd/21a*

ANMELDETAG: 26. A P R I L 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG TJNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT] 21. F E B R U AR 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brückenanordnung zur gegenseitigen Entkopplung zweier Hochfrequenzgeneratoren gleicher Frequenz, deren Ausgangsleistungen einem gemeinsamen Ausgangswiderstand zufließen. Im gebräuchlichsten Falle kann der gemeinsame Belastungswiderstand durch eine Antenne gebildet sein. Für den genannten Zweck sind bereits verschiedene Brückenanordnungen bekannt. Die einfachste davon besteht aus einer Ringschaltung von vier je λ/4-langen Leitungsstücken oder deren quasistationären Ersatzschaltungen. An den Enden eines der Λ/4-Leitungsstücke liegen die Anschlüsse für die beiden Hochfrequenzgeneratoren, an den Enden des gegenüberliegenden A/4-Leitungsstückes der Verbraucherwiderstand und ein Lastausgleichwiderstand. Die Spannungen der beiden Generatoren an den Anschlüssen der Brücke müssen um +π/2 oder —π/2 gegeneinander phasenverschoben sein, wenn in dem einen der beiden Widerstände die Summe der beiden Generatorströme, in dem anderen die Differenz dieser Ströme, bei gleich großen Strömen also ein Strom der Größe Null, zum Fließen kommen soll. Bekannt ist auch die Zusammenschaltung zweier solcher Ringschaltungen in der Weise, daß sie eines der A/4-langen Leitungsstücke gemeinsam haben (deutsche Auslegeschrift 1069234).

Außerdem ist unter der Bezeichnung »Posthumus-Brücke« eine Brückenschaltung bekannt, welche in jedem Arm einen impedanzumkehrenden Vierpol besitzt. An zwei einander gegenüberliegenden Ecken sind die Hochfrequenzgeneratoren angeschlossen, während der gemeinsame Belastungswiderstand und eine diesen Belastungswiderstand nachbildende Impedanz (Lastausgleichwiderstand) mit den anderen beiden Eckpunkten verbunden sind. Drei der in den Brückenarmen liegenden Vierpole weisen die elektrische Länge λ/4 auf, während einer dieser Vierpole die elektrische Länge 3A/4 besitzt. Diese Brückenanordnung ist sowohl mit aus quasistationären Bauelementen bestehenden Vierpolen (deutsche Patentschrift 861 865) als auch mit aus Leitungsstücken entsprechender elektrischer Länge (deutsche Patentschrift 930 216) bestehenden Vierpolen bekanntgeworden. Bei diesen Anordnungen müssen die den Brückeneingängen zugeführten Generatorspannungen gleichphasig sein, wenn im Verbraucherwiderstand die Summe der Generatorströme und im Lastausgleichwiderstand die Differenz dieser Ströme, bei gleich großen Strömen also ein Strom der Größe Null, zum Fließen kommen soll.

Bei der Anwendung der erwähnten Brückenanordnungen in der Praxis wird gefordert, daß im Normal-Brückenanordnung zur gegenseitigen

Entkopplung zweier Hochfrequenzgeneratoren gleicher Frequenz mit gemeinsamem

Ausgangswiderstand

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H., Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dr.-Ing. Werner Buschbeck, Ulm/Donau, ist als Erfinder genannt worden

betriebsfall, d. h., wenn beide Hochfrequenzgeneratoren ihre Normalleistungen bei der Sollfrequenz abgeben, die beiden Generatoren weitgehend gegeneinander entkoppelt sind und außerdem die Summe ihrer Ausgangsleistungen ungeschmälert dem gemeinsamen Ausgangswiderstand zufließt, während im Lastausgleichwiderstand kein Hochfrequenzstrom der beiden Generatoren fließt. Der Entkopplungszustand soll im Hinblick auf die Notwendigkeit, die von den Generatoren ausgehenden Hochfrequenzschwingungen zu modulieren, innerhalb eines Frequenzbandes von hinreichender Breite aufrechterhalten bleiben. Ferner soll beim Ausfall des eines der beiden Generatoren ein Notbetrieb gewährleistet sein, bei welchem die Hälfte der Ausgangsleistung des in Betrieb bleibenden Generators dem Ausgangswiderstand zufließt, während die andere Hälfte dieser Leistung im Lastausgleichwiderstand vernichtet wird.

Eine Anzahl der bekannten Brückenanordnungen erfüllt diese Forderungen schon in befriedigender Weise, jedoch ist ihr Aufbau noch verhältnismäßig kompliziert und erfordert einen hohen Aufwand an Bauteilen. Die einfachste der bekannten Brückenanordnungen erfordert immerhin den Aufwand von vier 2/4-langen Leitungsstücken oder deren quasistationären Ersatzgliedern, wobei mit λ die mittlere Betriebswellenlänge oder die der mittleren Betriebsfrequenz entsprechende Wellenlänge bezeichnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brückenanordnung zur gegenseitigen Entkopplung zweier Hochfrequenzgeneratoren gleicher Frequenz

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anzugeben, deren Ausgangsleistungen einem gemein- leitern sind mit I und II bezeichnet. Am Ausgang des samen Ausgangswiderstand zufließen, welche die mit dem Hochfrequenzgenerator S₁ verbundenen wesentlichen Aufgaben einer solchen Brückenanord- Leitungsstückes liegt der gemeinsame Ausgangsnung ebenso gut wie bekannte Anordnungen erfüllt, widerstand Ra, der im allgemeinen durch den Widerjedoch in ihrem Aufbau einfacher ist und einen gerin- 5 stand eines Antennenkreises gebildet werden kann, geren Aufwand an Bauteilen benötigt. Zur Lösung Der entsprechende Anschlußpunkt am Innenleiter ist dieser Aufgabe wird von dem bekannten Typ von mit III bezeichnet. Am Ausgang des anderen Leitungs-Brückenanordnungen ausgegangen, bei dem die den Stückes liegt der Lastausgleichwiderstand LAW Brückeneingängen zugeführten Spannungen der Gene- zwischen dem Anschlußpunkt IV am Innenleiter und ratoren um einen gleich +π/2 oder —π/2 derartig io Masse. Die Wellenwiderstände Z der Λ/8-langen gewählten Phasenwinkel voneinander abweichen, daß Leitungsstücke sind untereinander gleich und gleich im Normalbetriebsfall durch einen Lastausgleich- Ra gewählt. Da η in diesem Falle gleich Null, also widerstand kein Hochfrequenzstrom fließt. Die gleich einer geraden Zahl, ist, müssen die zwischen den Brückenanordnung nach der Erfindung ist dadurch Enden der Leitungsstücke eingeschalteten Blindwidergekennzeichnet, daß der erste Generator mit dem 15 stände kapazitiver Natur sein. Diese Blindwider-Ausgangswiderstand und der zweite Generator mit stände sind für die der mittleren Betriebsfrequenz einem Lastausgleichwiderstand von gleicher Größe entsprechende Wellenlänge λ gleich Ra bemessen,
wie der Ausgangswiderstand über je ein Hochfre- Es soll nun bewiesen werden, daß die in Fig. 1 darquenzleitungsstück von der elektrischen Länge (l+2n) gestellte Brückenanordnung die Entkopplungsbedin- λ_ο/8 oder ein quasistationäres Ersatzglied verbunden 20 gung erfüllt. Entkopplung ist gewährleistet, wenn bei ist, worin η eine positive ganze Zahl einschließlich Betrieb mit nur einem Sender an der Stelle des AnNull und X₀ die der mittleren Betriebsfrequenz ent- Schlusses des zweiten, ausgefallenen Senders keine sprechende Wellenlänge ist, und daß die Leitungs- Spannung auftritt und kein Strom austritt. Die in den stücke eingangs- und ausgangsseitig über Blindwider- Anschlußpunkt des zweiten Senders als Knotenpunkt stände untereinander gleicher Art und von gleicher 25 der Brückenanordnung fließenden Ströme müssen Größe wie die untereinander und dem Ausgangs- also gleich groß und von entgegengesetztem Vorwiderstand sowie dem Lastausgleichwiderstand gleichen zeichen sein.

Wellenwiderstände der Leitungsstücke miteinander In Fig. 1 a ist angenommen, daß der Generator S₂, verbunden sind. der Fig. 1 ausgefallen ist, wodurch der Eckpunkt II Bei einer bestimmten Ausführungsform der Brücken- 3° der Fig. 1 unmittelbar mit Erde verbunden worden ist. anordnung nach der Erfindung ist η eine gerade Zahl Infolgedessen wird nach Fig. 1 a die Brückenanordeinschließlich Null, und die Blindwiderstände werden nung allein durch den Generator S₁ mit der Ausim wesentlichen durch Kapazitäten dargestellt. Bei gangsspannung CZ₁ gespeist. An den Knotenpunkten I einer anderen Ausführungsform ist η eine ungerade bis IV der Brückenanordnung sind die Verzweigungs-Zahl, und die Blindwiderstände werden im wesent- 35 ströme mit Pfeilen angedeutet und mit J₁ bzw. J₁' bis liehen durch Induktivitäten dargestellt. J₄ bzw. J₄' und J₄" bezeichnet. Für den gemeinsamen Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich bei Ver- Ausgangswiderstand Ra, den Lastausgleichwiderwendung von Lecherleitungsstücken; bei dieser Aus- stand LAW und den Wellenwiderstand Z der Leitungsführungsform ist aus Symmetriegründen an beiden stücke sind entsprechende Relativwerte, bezogen auf Enden der Leitungsstücke je ein Blindwiderstand 40 den Ausgangswiderstand Ra — 1, eingesetzt. Der

zwischen jedem Leiter des einen Leitungsstückes und Phasenwinkel α der Leitungsstücke von der elektrischen

dem entsprechenden Leiter des anderen Leitungs- Länge / = λβ beträgt 45°. Die Blindwiderstände X

Stückes vorgesehen. zwischen den Leitungsenden seien gleich —ja gewählt.

Werden Koaxialleitungsstücke verwendet, so können Werden alle Knotenpunktspannungen auf den Strom

diese in an sich bekannter Weise in ihrer elektrischen 45 J₁ bezogen, so ergeben sich folgende Beziehungen:

Länge einstellbar ausgebildet sein, beispielsweise als

sogenannte Posaunen, wobei die Blindwiderstände als

Verbindungsbügel zwischen den an dieser Stelle frei- Zweig I, III, IV, II:

Hegenden Innenleitern ausgebildet sein können, wenn

η als ungerade Zahl gewählt ist und die Blindwider- 50 .1 _ „ _{1 T}, _ _ 1 _γ

stände dementsprechend Induktivitäten sein müssen. ⁴ ~~ ~J τΤ^Γ * ~~ ⁴ ' ' ⁴ ~ ΐ/^ ¹'

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun ' '

unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er- also

läutert.
In den Fig. 1 und 2 sind Prinzipschaltbilder der 55 /₃' — j_t' + /₄" = -J₁ -J-^=J₁,

Brückenanordnung nach der Erfindung dargestellt. ]/ϊ /2

Darin wird von der für Koaxialleitungsanordnungen

üblichen Vereinfachung der Darstellungsweise Ge- _ . ,

brauch gemacht, bei der nur das Innenleiternetz voll- ³ ~~ ⁴ ~J^aJs

ständig dargestellt ist, während das Außenleiternetz 60 \ a a a

als Masse bzw. Erde behandelt ist. Fig. 3 zeigt ein = -J-J=J₁ +J-J=J₁ —^ J₁ = J=J₁

entsprechendes Prinzipschaltbild für den Fall der Ver- 1/2 ]/2 j/2 ]/2

Wendung von Lecherleitungsstücken an Stelle der

Koaxialleitungsstücke. _l_ j ^a~~ J = J ". 1

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Hochfrequenz- 65 ]/2~

generatoren S₁ und S₂ an die Eingänge zweier Koaxial-

leitungsstüeke der elektrischen Länge / = 1/8 ange- /₈ = ^a J₁ | j ^g J₁,

schlossen sind. Die Anschlußpunkte auf den Innen- ^2 ]/2~

U1 = y- ^3 +	fl-1 r	(2) liefern als	(D
		-7(1-a) =
_ a-2 2	Ji —j Ji >		(2)
U1 = -(I -a)	Zweig I5II:		Ent-
	U1=SaJ1.		= 0,
	Die beiden Gleichungen (1) und kopplungsbedingung:
	1 — a —j --
(l-fl)Xl-
= —ja, \—a
-j) = o.

1 1 _r gangswiderstand gleichphasig superponieren sollen,

da aber die elektrische Länge des Weges vom Generator S₂ zum Ausgangswiderstand Ra sich gegenüber der elektrischen Länge des Weges vom Generator S₁ 5 zu diesem Ausgangswiderstand um den Wert —π/2 unterscheidet, muß die durch die unterschiedlichen Weglängen bedingte Phasendifferenz der bei Ra ankommenden Ströme durch eine entsprechende Phasendifferenz zwischen den Ausgangsströmen der xo Generatoren ausgeglichen werden. Demgemäß wird für die Anordnung nach Fig. 1 9J₁ = —π/2, wie dies in der Zeichnung oberhalb des Generators S₁ eingetragen ist. Eine ähnliche Überlegung unter Heranziehung der Weglängen ergibt, daß bei dieser Phasen-15 differenz der Ausgangsströme im Normalbetriebsfall der Lastausgleichwiderstand LA W stromlos bleibt.

In analoger Weise läßt sich für die Anordnung nach Fig. 2 mit zwei je 31/8-langen Leitungsstücken und mit induktiven Querverbindungen der Größe a = +1

^. ^, . , . ,...„ , „..,, ... , 20 zeigen, daß auch diese Anordnung eine Entkopp-

Diese Gleichung ist erfüllt und nur erfüllt fur a = 1. i_ungsbrücke darstellt. Aus der Betrachtung der Weg-Norrnaler Parallelbetrieb mit stromlosem Lastaus- _{lä big zu dem gemeinsamen} Ausgangswiderstand gleichwiderstand LAW ist nur möglich bei gleich- _er^_{bt sich füf R 2 daß der} p_hasenwinkei ,, _des mäßiger Lastaufteilung im Reservefall. Es muß also _{Generators s% in bezug auf die Phase des} ΟζηΙχζΧοπ ^sein: 25 S₂ gleich +π/2 sein muß.

J₄"² · 1 = J₃"² · 1 oder J₄"² = J₂"², Die beschriebene Anordnung erfordert nur einen

sehr geringen Aufwand, da Leitungsstücke der Länge 1/8 oder 31/8 wohl immer ohne weiteres vor-

1J₁" I = j J₃" j; j J₃" [ = —. J₁ handen sind, so daß es keines zusätzlichen Aufwandes

Vl 30 von Bauelementen bedarf. Die Anbringung der quer-

und liegenden Blindwiderstände wird besonders einfach

,, _ 1 _ , im Falle der Verwendung von Lecherleitungsstücken.

⁴ '* ~ lfo Damit diese Leitungsstücke gegeneinander entkoppelt

' sind, werden sie in an sich bekannter Weise so ange-

wie erforderlich. 35 ordnet, daß die zu einer Leitung gehörenden Leiter

Von der Brücke wird weiter verlangt, daß die auf einander gegenüberliegenden Kanten eines Quaders

Eingangsimpedanz je Sender gleich Eins ist: liegen, während die Leiter der anderen Leitung auf den

j , beiden anderen einander gegenüberliegenden Kanten

J₁' = -η= J₃ + j j- U₃ verlaufen. Da dann jede Leitung in einer Äquipotential-

|'2 ]/2 40 ebene der anderen liegt, sind diese Leitungsstücke trotz

, · r 1 1 unmittelbarer Nachbarschaft völlig voneinander ent-

= _L J 1/2 J₁ J-J₁I + — -J - J₁I koppelt. Die Querkapazitäten oder Querinduktivitäten

j/2 \ V2 J V2 \ V2 j können dabei ohne Schwierigkeiten an den ent

sprechenden Punkten angeschlossen werden. Ein

__ _ j . 1 j · J^ j j j 45 Prinzipschaltbild einer derartigen Anordnung, in

¹^¹/^{1 J X} welcher die Leitungsstücke die elektrische Länge 1/8

haben und aus Symmetriegründen die Querkapazitäten

Somit ist der gesamte von der Spannungsquelle U₁ aufgeteilt sind, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Anordnung

gelieferte Strom ergibt sich unmittelbar aus derjenigen nach Fig. 1 durch

__ _ 50 erdsymmetrische Verdopplung der Leitungszüge. Die

Ji- Ji + Ji — Ji — Ji —J J\ = —J Ji, Eckpunkte der Brückenanordnung, die auf diese

U₁ = —j J₁ , Weise ebenfalls verdoppelt wird, sind durch die

Indizes α und b voneinander unterschieden. Derartige

^so Anordnungen mit Lecherleitungsstücken können be-

_ U₁ _ —j Ji_-1 55 sonders im Gebiet mittlerer und längerer Wellen von

¹"~ j _ · J ~ ' Vorteil sein.

¹¹ Im Gebiet der Ultrakurzwellen dürfte eine Anordnung

ebenfalls wie erforderlich. mit Koaxialleitungsstücken nach Fig. 4 besondere Vor

teile bieten. An die in der Zeichnung abgebrochen

Die Schaltung stellt also eine vollwertige Entkopp- 60 dargestellten Koaxialleitungen 1 und 2 seien die Hochlungsschaltung dar. frequenzgeneratoren S₁ und S₂ angeschlossen, welche

Eine einfache Überlegung zeigt, daß in der Anord- in Fig. 4 nicht dargestellt sind. Die Leitungen 1 und 2 nung nach Fig. 1 der Phasenwinkel ^₁ des Hochfre- bilden zusammen mit den Leitungen 1' und 2' einen quenzgenerators S₁ gleich —π/2 gewählt werden muß, zwischen den Generatoren und dem Ausgangswiderwenn der Phasenwinkel <p₂ für den Hochfrequenz- 65 stand, dargestellt durch die Antenne A, und dem generator S₂ gleich Null gesetzt wird. Da nämlich die LastausgleichwiderstandL^ W durchgehenden Leitungs-Bedingung besteht, daß die Ausgangsströme der zug. In diesen Leitungszug ist die Entkopplungsbrücke Generatoren S₁ und S_& sich im gemeinsamen Aus- nach der Erfindung eingeschaltet. Die in Form söge-

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nannter Posaunen ausgebildeten, in ihrer elektrischen gliedes abgreifbar ausgebildet sein, da der elektrische Länge veränderbaren Leitungsstücke 3 und 4 haben Anschluß nur hinter diskreten Kettengliedern erfolgen eine elektrische Länge von 3Λ/8 und entsprechen den darf. Eine Anordnung mit vier Kettengliedern zwischen Leitungsstücken zwischen den Eckpunkten I und III den Anschlußpunkten der veränderbaren Querblindbzw. II und IV der Fig. 1. Diese Eckpunkte der 5 widerstände X₁ und X₂ zeigt Fig. 6. Der Wellenwider-Brückenanordnung liegen in Fig. 4 bei den Verbin- stand Z der Leitung beträgt 60 Ohm. Dieser Wert ist dungssteilen der Innenleiter der Eingangsleitungen 1 auch der an Hand von Fig. 5 erläuterten Bemessung und 2 sowie der Ausgangsleitungen Γ und 2' mit den zugrunde gelegt. In Fig. 6 ist der eingangsseitige Querentsprechenden Innenleiterenden der Leitungsstücke 3 blindwiderstand über in Längsrichtung der Leitung und 4. Da, wie erwähnt, die elektrische Länge der io verschiebbare Kontakte an diese angeschlossen. Leitungsstücke 3 und 4 je 3 A/8 beträgt, müssen die Die als Kettenleiter ausgebildeten Leitungsstücke Querblindwiderstände, wie in Fig. 2, Induktivitäten können derartig bemessen werden, daß sie gleichzeitig sein. Diese Querblindwiderstände werden in Fig. 4 auch als Oberwellenfilter wirken. Dazu wird die obere durch die Bügel 5 und 6 zwischen den Innenleiter- Grenzfrequenz der Kettenleiter derartig gewählt, daß anschlüssen der Posaunenteile gebildet. Um die 15 die Oberwellen wenigstens zum Teil oberhalb dieser Induktivität dieser Querverbindungen verändern zu Grenzfrequenz liegen. Die Methoden der Berechnung können, können die Bügel in Richtung der einge- und Bemessung von Kettenleitern für bestimmte zeichneten Pfeile etwas aus den Innenleitern der Grenzfrequenzen sind allgemein bekannt, so daß dazu Leitungsstücke 1, 2 bzw. Γ, 2' herausgezogen oder in an dieser Stelle keine weiteren Erläuterungen gegeben diese hineingesteckt werden. Zur Vereinfachung des 20 werden müssen.

Aufbaues und um eine Bedienung von derselben Seite Es wurde bereits erwähnt, daß die Leitungsstücke her zu ermöglichen, können die Posaunenstücke 3 auch durch ihre quasistationären Ersatzglieder vertreten und 4 auch aufeinandergelegt werden. Durch Aus- werden können. Bei einer Länge von A/8 ist das einanderziehen bzw. Zusammenschieben in Richtung Phasenmaß 45°. Fig. 7 zeigt die quasistationäre der eingetragenen Doppelpfeile kann dann ihre elek- 25 Brückenschaltung, die sich unter diesen Umständen irische Länge leicht durch ein mit beiden Posaunen- aus der Anordnung nach Fig. 1 ergibt. Die Leitungsteilen gekoppeltes Bedienungsorgan eingestellt werden. stücke zwischen den Knotenpunkten I und III bzw. Im Kurzwellengebiet können sich für die Leitungs- II und IV sind durch π-Glieder des Phasenmaßes 45° stücke der Entkopplungsbrücke nach der Erfindung ersetzt. Fig. 8 stellt lediglich eine Umzeichnung der erhebliche Längen ergeben. Beispielsweise sind bei 30 Schaltung nach Fig. 7 dar, aus der sich deutlicher 100 m Wellenlänge 2/8 immerhin bereits 12,8 m. Diese ergibt, daß die Brückenanordnung aus den ungeändert Länge wird sich zwar in den meisten Fällen im Sende- gebliebenen Querkapazitäten des normierten Widerraum noch leicht unterbringen lassen, eine Verkürzung standswertes 1 und den Längsinduktivitäten der Imwäre aber wünschenswert. Die Möglichkeit zu einer pedanz.3T_£ sowie aus einem zwischen den Knotenderartigen Verkürzung ergibt sich durch die Aus- 35 punkten und Erde eingeschalteten Kapazitätsstern mit bildung der Leitungsstüeke als Kettenleiter. Eine solche Einzelkapazitäten des normierten Widerstands-Ausführungsform der Leitungsstücke ist in Fig. 5 dar- ^_ _{fe ht Dje Recl er}^_{bt fol de Be}_ gestellt. Innerhalb des mit dem gleichmaßigen Innen- Z ° ^{b a} durchmesser r ausgeführten Außenleiters 7 ist der messung:
Innenleiter aus Teilen 8 mit dem Durchmesser ρ und 40 γ Teilen 9 mit dem wesentlich größeren Durchmesser ο Xl = -^Z, ausgebildet. Der Abstand zwischen den Verdickungen |/2 des Innenleiters ist m, die halbe axiale Länge der _ 1 , Verdickungen selbst ist mit η bezeichnet. Man erkennt, ^c I¹ ' daß eine in dieser Weise ausgebildete Leitung bei den 45 ,^ „_r „ ., , , , · , Verdickungen des Innenleiters erhöhte Querkapazi- (Z = Wellenwiderstand der Leitung).

täten aufweist, während an dieser Stelle die Induktivität verringert ist. Der dünnere Innenleiter 8 besitzt In analoger Weise läßt sich aus der Brückeneine größere Induktivität, so daß die Leitung im Ersatz- anordnung nach Fig. 2 mit Leitungsstücken der Schaltbild als ein Kettenleiter aus π-Gliedern mit 50 Länge 3 A/8 ebenfalls eine quasistationäre Brückeninduktiven Längselementen und kapazitiven Quer- schaltung entwickeln.

elementen bestehend aufgefaßt werden kann. Für den Für die praktische Anwendung der neuen Brücken-Beispielsfall einer Wellenlänge von 100 m ergab die anordnung ist es wichtig zu wissen, in welchem Maße Rechnung eine geeignete Bemessung mit folgenden die Entkopplungswirkung von der Frequenz abhängig Werten: 55 ist. Außerdem muß man wissen, wie sich die Eingangs- p = 25 mm impedanz mit der Frequenz ändert. Zu diesen Fragen ο = 122 mm wurde eine ausführliche Rechnung durchgeführt, von η — 50 mm der hier lediglich die Ergebnisse in Gestalt der in m = 460 mm Fig. 9 enthaltenen Kurvendarstellung gegeben werden. r — 146 mm fio In Richtung der Abszissenachse ist die normierte Ver-

Dabei ergab sich für die elektrische Länge, bezogen Stimmung £ aufgetragen, wobei / die jeweilige

auf die geometrische Länge, ein Verlängerungsfaktor Betriebsfrequenz bezeichnet, während /₀ die der

von 1,47. Bemessung der Brückenanordnung zugrunde gelegte

Um die gewünschte Länge 1/8 für jede in Betracht 65 mittlere Betriebsfrequenz ist. In der Richtung der

kommende Wellenlänge einstellen: zu können, muß die ,-, ,· * , -^ r> ^ , _ir !...,. · ^₂₀ ε

Leitung auf der einen Aaschlußseite der Querblind- Ordmatenachse ist der Betrag des Verhältnisses-^ auf-

widerstände mindestens für die Länge eines Ketten- getragen, worin U₂₀ die über die Brückenkopplung

zum Punkt II übertragene Leerlauf spannung des Generators S₁ ist, während gleichzeitig der Generator S₂ abgenommen gedacht ist. Mit unterbrochenen Linien ist zum Vergleich das Verhalten für die 4 λ/4-Brücke eingetragen. Man erkennt, daß sich für die der Erfindung entsprechende Brückenanordnung, die zum Unterschied von der bekannten Brücke als 2 A/8-Brücke bezeichnet ist, ein wesentlich besseres Breitbandverhalten ergibt. In der Praxis genügt in den meisten Fällen bei Parallelschaltung von Sendern eine Entkopplung der Größenordnung 35 db, was für den Fall der Gleichheit von Innenwiderstand der Quelle und äußerem Belastungswiderstand ein Leerlaufspannungsverhältnis von ungefähr 0,035 bedeutet. Diese Grenze ist in Fig. 9 eingetragen. Man erkennt, daß der An-Wendungsbereich der 2 A/8-Brücke gegenüber der bekannten 4 A/4-Brücke sich merklich vergrößert hat. Fig. 9 zeigt auch den Kurvenverlauf für den Realteil R des Eingangswiderstandes, den die Brücke jedem der beiden Generatoren an den zugeordneten Eingangsklemmen darbietet. Die Kurve des Realteiles geht durch den Anpassungspunkt mit dem normierten Widerstand 1 und schneidet die Horizontale unter einem so spitzen Winkel, daß über den auf Grund des Entkopplungsverhaltens ausnutzbaren Frequenzbereich eine vorzügliche Anpassung erhalten bleibt. Der Blindanteil Ze der Eingangsimpedanz hat einen mit zunehmender Betriebsfrequenz fallenden Verlauf und könnte daher durch ein auf die Resonanzfrequenz abgestimmtes Serien-Resonanzglied weitgehend kornpensiert werden.

In der Praxis hat es sich ergeben, daß bei einer nach der Erfindung ausgeführten Brückenanordnung das Auftreten unerwünschter zusätzlicher Kapazitäten zwischen den Knotenpunkten der Brückenanordnung und Erde unvermeidlich ist. Diese Kapazitäten werden beispielsweise durch konzentrierte Kapazitäten der Leitungsführung an den Anschlußstellen oder auch durch die Kapazitäten der Armaturen der Blindwiderstandsglieder X gegen Erde gebildet. In Fig. 10 sind diese unerwünschten Kapazitäten in Form der mit unterbrochenen Linien eingezeichneten Kondensatoren C dargestellt. Diese zusätzlichen Kapazitäten können die Wirkung der Entkopplungsbrücke beeinträchtigen. Man erkennt dies sofort, wenn man sich vorstellt, daß beim Ausfall des Generators S₂ die den Eckpunkt II mit Erde verbinde Kapazität C unwirksam wird, was jedoch nicht für die am Eckpunkt I liegende Kapazität C gilt. Dadurch besteht also bei Ausfall des Generators .S₂ eine Unsymmetrie der Brückenanordnung, welche das Verhalten der Brücke verschlechtert. Daher ist entsprechend einem an die Erfindung anknüpfenden Gedanken vorgesehen, diese zwischen den Eckpunkten I bis IV und Erde liegenden zusätzlichen Kapazitäten für die mittlere Betriebsfrequenz zu kompensieren. Dies geschieht in an sich bekannter Weise durch Parallelschalten der zusätzlichen Induktivitäten L, welche zusammen mit den diesen Induktivitäten parallel liegenden Kapazitäten C Sperrkreise bilden, welche auf die mittlere Betriebsfrequenz abgestimmt sind.

Es ist noch zu bemerken, daß geringe Abweichungen von der exakten Länge 2/8 bzw. 3A/8 lediglich durch Veränderung der Blindwiderstandswerte X kompensiert werden können, was den An-Wendungsbereich dieser Entkopplungsbrücke erweitert und bei nicht zu großen Wellenbereichen die Anwendung einer Posaune überflüssig macht.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Brückenanordnung zur gegenseitigen Entkopplung zweier Hochfrequenzgeneratoren gleicher Frequenz, deren Ausgangsleistungen einem gemeinsamen Ausgangswiderstand zufließen und in der die den Brückeneingängen zugeführten Spannungen der Generatoren um einen gleich +π/2 oder —π/2 derartig gewählten Phasenwinkel voneinander abweichen, daß im Normalbetriebsfall durch einen Lastausgleichwiderstand kein Hochfrequenzstrom fließt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Generator (S₁) mit dem Ausgangswiderstand (Ra) und der zweite Generator (S₂) mit dem Lastausgleichwiderstand (LAW) von gleicher Größe wie der Ausgangswiderstand über je ein Hochfrequenzleitungsstück von der elektrischen Länge (1 + 2ri) /l_o/8 oder sein quasistationäres Ersatzglied verbunden ist, worin η eine positive ganze Zahl einschließlich Null und /I₀ die der mittleren Betriebsfrequenz entsprechende Wellenlänge ist, und daß die Leitungsstücke eingangs- und ausgangsseitig über Blindwiderstände (X) untereinander gleicher Art und von gleicher Größe wie die untereinander und dem Ausgangswiderstand sowie dem Lastausgleichwiderstand gleichen Wellenwiderstände (Z) der Leitungsstücke miteinander verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η eine gerade Zahl einschließlich Null ist und die Blindwiderstande (Jf) im wesentlichen Kapazitäten darstellen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß η eine ungerade Zahl ist und die Blindwiderstände (X) im wesentlichen Induktivitäten darstellen.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Lecherleitungsstücken an beiden Enden je ein Blindwiderstand (X) zwischen jedem Leiter des einen Leitungsstückes und dem entsprechenden Leiter des anderen Leitungsstückes eingeschaltet ist (Fig. 3).

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Koaxialleitungsstücken diese in ihrer elektrischen Länge einstellbar, beispielsweise als sogenannte Posaunen (3, 4), und die Blindwiderstände als Verbindungsbügel (5, 6) zwischen den an dieser Stelle frei liegenden Innenleitern ausgebildet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbügel (5, 6) U-förmig sind und ihre Induktivität durch Ändern der Eintauchtiefe der Schenkelteile des U in die Innenleiter veränderbar ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unerwünschte Kapazitäten (C) der Brückeneckpunkte gegen Erde oder Masse durch Einschalten von Kompensationsinduktivitäten (L) zwischen den Eckpunkten und Erde oder Masse für die mittlere Betriebsfrequenz kompensiert sind (Fig. 10).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsstücke als Kettenleiter ausgebildet sind (Fig. 5).

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußpunkt eines die Leitungsstücke miteinander verbindenden Blindwiderstandes (X₁) über eine der elektrischen Länge

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eines Kettengliedes entsprechende Länge kontinuierlich verschiebbar ist (Fig. 6).

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz der Kettenleiter derartig gewählt ist, daß die Ober-

wellen wenigstens zum Teil oberhalb dieser Grenzfrequenz liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 930 216.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen