DE1159523B - Durchstimmbare Verstaerker- oder Oszillatorstufe fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen - Google Patents

Durchstimmbare Verstaerker- oder Oszillatorstufe fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen

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Publication number
DE1159523B
DE1159523B DES77134A DES0077134A DE1159523B DE 1159523 B DE1159523 B DE 1159523B DE S77134 A DES77134 A DE S77134A DE S0077134 A DES0077134 A DE S0077134A DE 1159523 B DE1159523 B DE 1159523B
Authority
DE
Germany
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inner conductor
resonator
tube
cooling cylinder
coaxial line
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Pending
Application number
DES77134A
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English (en)
Inventor
Martin Schnaedelbach
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of DE1159523B publication Critical patent/DE1159523B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1817Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator
    • H03B5/1835Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator the active element in the amplifier being a vacuum tube

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  • Microwave Amplifiers (AREA)

Description

  • Durchstimmbare Verstärker-oder Oszillatorstufe für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung betrifft eine durchstimmbare Verstärkerstufe für sehr kurze elektromagnetische Wellen, insbesondere des Dezimeterwellenbereiches, bei der zumindest der Ausgangskreis nach Art eines Koaxialleitungsresonators ausgebildet ist.
  • Bei Verstärker- oder Oszillatorstufen für den Bereich der sehr kurzen elektromagnetischen Wellen, z. B. der Dezimeterwellen, ist der Anodenschwingkreis in der Regel als Koaxialleitungsresonator, der im folgenden auch als Topfkreis bezeichnet wird, ausgebildet. Diesem Topfkreis wird die Hochfrequenzleistung durch kapazitiv oder induktiv wirkende Koppelelemente entnommen, die gleichzeitig als Transformationselemente zur Anpassung an den Wellenwiderstand der zum Lastwiderstand führenden Leitung dienen. Zum Geringhalten der Verluste wird der Anodenkreis zumeist als ;.74-Topfkreis aufgebaut. Dieser Topfkreis wird durch die Gitter-Anode-Kapazität verkürzt. Zur Durchstimmung eines derartigen Verstärkers über einen bestimmten Frequenzbereich muß der Koaxialleitungsresonator in seiner wirksamen elektrischen Länge veränderbar sein. In der Regel wird dazu ein Abstimmschieber verwendet, der durch einen mechanischen Antrieb in Längsrichtung des Resonators verschiebbar ist. Ist der Abstimmschieber zum Beispiel ein Kurzschlußschieber, so bildet sich in einem derartig aufgebauten Topfkreis wegen der Überlagerung von hin- und rücklaufender Spannungswelle eine Spannungsverteilung dergestalt aus, daß die Spannung am Ort des Kurzschlusses den Wert Null hat und von da aus, dem Verlauf der trigonometrischen Sinusfunktion folgend, ihrem maximalen Wert zustrebt. Für andere Abstimmschieber sind analoge Verhältnisse gegeben. Wird die Hochfrequenzleistung mittels eines kapazitiv wirkenden Koppelelementes aus dem Topfkreis ausgekoppelt, dann ist es wegen des Verlaufs der Spannungsverteilung notwendig, das Koppelelement an einem Ort großer elektrischer Spannung und damit hoher elektrischer Feldstärke in einer solchen Weise anzuordnen, daß sich gleichzeitig eine optimale Anpassung an den Lastwiderstand bzw. den Wellenwiderstand der zum Lastwiderstand führenden Anschlußleitung ergibt. Für eine feste Frequenz ist diese Bedingung ohne Schwierigkeiten zu erfüllen. Bei der Durchstimmung über einen großen Frequenzbereich wird mit der Veränderung der Lage des Abstimmschiebers zugleich aber die Spannungsverteilung verändert, so daß bei einem örtlich festliegenden AuskoppeIelement eine optimale Leistungsauskopplung exakt nur an einer einzigen Stelle des Durchstimmbereiches möglich ist. Diesem Nachteil kann praktisch nur dadurch begegnet werden, daß das Auskoppelelement zugleich mit der Frequenzabsiimmung verschoben wird. Eine derartige Lösung erfordert jedoch einen erheblichen gerätetechnischen Aufwand.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden. Vor allem soll erreicht werden, daß sich bei einem erfindungsgemäßen Aufbau eines durchstimmbaren Verstärkers oder Oszillators, z. B. für Dezimeterwellen, im gesamten Durchstimmbereich optimale Leistungsauskopplung ergibt, ohne daß das Koppelelement mit der Frequenzeinstellung gleichlaufend nachgestellt werden muß.
  • Ausgehend von einer durchstimmbaren Verstärker-oder Oszillatorstufe für sehr kurze elektromagnetische Wellen, insbesondere des Dezimeterwellenbereiches, bei der zumindest der Ausgangskreis nach Art eines Koaxialleitungsresonators ausgebildet ist, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Innenleiter des als Ausgangskreis dienenden Koaxialleitungsresonators ein Rohr vorgesehen ist, das gleichzeitig den Außenleiter für eine zum Abschlußwiderstand führende Koaxialleitung bildet, und daß der als Rohr ausgebildete Innenleiter mit dem Kühlzylinder der Röhrenanode oder deren Durchführung durch das Vakuumgefäß der Röhre einen ringförmigen Kondensator bildet, über den der Innenleiter der zum Abschlußwiderstand führenden koaxialen Leitung über einen weiteren Kondensator an den koaxialen Ausgangskreis angekoppelt ist.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Kapazität des vom Kühlzylinder der Röhrenanode und dem Resonator-Innenleiter gebildeten Kondensators in Serie zur Schwingkreiskapazität liegt und daß der Wert der von dem Kühlzylinder und dem Resonator-Innenleiter gebildeten Kapazität, bezogen auf die hierzu in Serie liegende Schwingkreiskapazität, derart gewählt ist, daß sich innerhalb des Durchstimmbereiches des Koaxialleitungsresonators wenigstens näherungsweise maximale Leistungsauskopplung ergibt.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich dann, wenn in dem Raum zwischen dem Kühlzylinder der Röhrenanode und dem Resonator-Innenleiter ein dielektrischer Körper vorgesehen ist, dessen Lage und Eintauchtiefe in diesem Raum veränderbar sind.
  • Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: Die Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau des Ausgangskreises einer erfindungsgemäßen Verstärkerstufe. Der Kathodenkreis 16 der Verstärkerstufe ist nur zum Teil dargestellt. Am Gitterring 2 einer Scheibenröhre 1 liegt die zum Außenleiter 3 des Topfkreises führende metallische Begrenzungsfläche 4 der in Gitter-Basis-Schaltung aufgebauten Verstärkerstufe. Den Resonator-Innenleiter bildet das Rohr 5, das mit dem Kühlzylinder 6 der Röhrenanode 7 nicht in leitender Verbindung steht. Zwischen dem Kühlzylinder 6 und dem Innenleiter 5 wird ein Ring 8 aus dielektrischem Material, wie z. B. Keramik, eingeschoben, der durch die Glasfaserstäbe 9 in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Glasfaserstäbe 9 werden von einem hier nicht näher gezeichneten Antrieb betätigt. Einem zylindrischen Ansatz des Kühlzylinders der Röhrenanode steht eirf weiterer Innenleiter 10 gegenüber, der zusammen mit einem Außenleiter 11 die zum Lastwiderstand führende koaxiale Anschlußleitung bildet. Der Innenleiter 10 wird von einer dielektrischen Stützscheibe 12 in seiner Lage gehalten. Zur Abstimmung des Topfkreises ist ein Abstimmschieber 13 vorgesehen, der von einem mechanischen Antrieb betätigt wird. Die Anodengleichspannung wird über die Zuleitung 14 und die Drosselspule 15 an die Röhrenanode herangeführt.
  • Der Anodenschwingkreis wird von dem aus dem röhrenförmigen Innenleiter 5 und dem Außenleiter 3 bestehenden koaxialen Kreis gebildet, der durch die Gitter-Anoden-Kapazität belastet ist und der mittels des Kurzschlußschiebers 13 auf die jeweilige Betriebsfrequenz abzustimmen ist. Um die Anodengleichspannung vom Topfkreis fernzuhalten, liegt zwischen dem Innenleiter 5 und dem Kühlzylinder 6 der Röhrenanode ein Keramikring 8, so daß der Kühlzylinder 6 und der Innenleiter 5 einen Zylinderkondensator mit der Kapazität Ck bilden, die in Serie zur Schwingkreiskapazität liegt und die als Koppelkapazität zur Auskopplung der Hochfrequenzleistung aus dem Topfkreis dient. Vom Innenleiter 10 und dem zylindrischen Ansatz des Kühlzylinders 6 wird eine Kapazität K gebildet, die für die Hochfrequenz praktisch einen völligen Kurzschluß darstellt, die Anodengleichspannung jedoch vom Innenleiter 10 fernhält. Da die Koppelkapazität Ck etwa um das Zehnfache größer ist als die Schwingkreiskapazität und mit ihr in Serie liegt, wird bei der Durchstimmung über ein breites Frequenzband durch die Veränderung der Schwingkreiskapazität das Teilerverhältnis des von der Schwingkreis- und der Koppelkapazität gebildeten kapazitiven Spannungsteilers praktisch nicht verändert, so daß die durch dieses Teilerverhältnis bestimmte Widerstandstransformation über einen großen Frequenzbereich konstant bleibt.
  • Wegen der völligen Entkopplung durch den Skineflekt wird der Innenleiter des Topfkreises gleichzeitig als Außenleiter für die Anschlußleitung verwendet. Zur Angleichung an den Querschnitt des Zuführungskabels geht das als Außenleiter dienende Innenleiterrohr 5 konisch in den Außenleiter 11 über. Ebenso muß auch der Innenleiter 10 zur Vermeidung von Wellenwiderstandsstörungen über ein konisches Zwischenstück auf den zum Außenleiter 11 passenden Durchmesser übergehen. Der zwischen dem Innenleiterrohr 5 und dem Außenleiter 11 entstehende Raum 14 kann z. B. bei Verstärkerstufen mit großer Ausgangsleistung dazu verwendet werden, Kühlluft an den Kühlzylinder der Röhrenanode heranzubringen.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaues besteht darin, daß durch die Verschiebung des Keramikringes 8 die Koppelkapazität Ck und damit das Verhältnis der Widerstandstransformation veränderbar ist. Damit kann bei einer Änderung des Lastwiderstandes oder umgekehrt bei einer Veränderung der Verhältnisse durch Röhrenwechsel der Innenwiderstand zur Erzielung einer optimalen Leistungsauskopplung an den Außenwiderstand in einstellbarer Weise angepaßt werden.
  • Beim Aufbau von Oszillatorstufen gilt das vorstehend Ausgeführte in analoger Weise.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Durchstimmbare Verstärker- oder Oszillatorstufe für sehr kurze elektromagnetische Wellen, insbesondere des Dezimeterwellenbereiches, bei der zumindest der Ausgangskreis nach Art eines Koaxialleitungsresonators ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Innenleiter des als Ausgangskreis dienenden Koaxialleitungsresonators ein Rohr vorgesehen ist, das gleichzeitig den Außenleiter für eine zum Abschlußwiderstand führende Koaxialleitung bildet, und daß der als Rohr ausgebildete Innenleiter mit dem Kühlzylinder der Röhrenanode oder deren Durchführung durch das Vakuumgefäß der Röhre einen ringförmigen Kondensator bildet, über den der Innenleiter der zum Abschlußwiderstand führenden Koaxialleitung über einen weiteren Kondensator an den koaxialen Ausgangskreis angekoppelt ist.
  2. 2. Verstärkerstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des vom Kühlzylinder der Röhrenanode und dem Resonator-Innenleiter gebildeten Kondensators in Serie zur Schwingkreiskapazität liegt, und daß der Wert der vom Kühlzylinder und dem Resonator-Innenleiter gebildeten Kapazität, bezogen auf die hierzu in Serie liegende Schwingkreiskapazität, derart gewählt ist, daß sich innerhalb des Durchstimmbereichs des Koaxialleitungsresonators wenigstens näherungsweise maximale Leistungsauskopplung ergibt.
  3. 3. Verstärkerstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen dem Kühlzylinder der Röhrenanode und dem Resonator-Innenleiter ein. dielektrischer Körper vorgesehen ist, dessen Lage und Eintauchtiefe in diesem Raum veränderbar sind.
DES77134A 1961-12-14 1961-12-14 Durchstimmbare Verstaerker- oder Oszillatorstufe fuer sehr kurze elektromagnetische Wellen Pending DE1159523B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2718909A1 (de) * 1976-05-10 1977-11-24 Philips Nv Anordnung mit einem aus koaxialen hohlraumresonatoren aufgebauten bandfilter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2718909A1 (de) * 1976-05-10 1977-11-24 Philips Nv Anordnung mit einem aus koaxialen hohlraumresonatoren aufgebauten bandfilter

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