DE1160041B

DE1160041B - Bridge arrangement for transmitting the output energy of two high-frequency generators to a common load resistor

Info

Publication number: DE1160041B
Application number: DET20056A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Buschbeck
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-04-26
Filing date: 1961-04-26
Publication date: 1963-12-27

Description

Brückenanordnung zur Übertragung der Ausgangsenergie zweier Hochfrequenzgeneratoren auf einen gemeinsamen Belastungswiderstand Die Erfindung bezieht sich auf eine Brückenanordnung zur Übertragung der Ausgangsenergie zweier Hochfrequenzgeneratoren auf einen gemeinsamen Belastungswiderstand, welche zwei Eingangsklemmen besitzt, die im praktischen Betrieb gegeneinander entkoppelt sind. Im gebräuchlichsten Falle kann der gemeinsame Belastungswiderstand durch eine Antenne gebildet sein.Bridge arrangement for transmitting the output energy of two high-frequency generators to a common load resistor. The invention relates to a bridge arrangement to transfer the output energy of two high-frequency generators to a common one Load resistor, which has two input terminals that are used in practical operation are decoupled from each other. In the most common case, the common load resistance be formed by an antenna.

Für den genannten Zweck sind bereits verschiedene Brückenanordnungen bekannt. Die einfachste davon besteht aus einer Ringschaltung von vier je i/4 langen Leitungsstücken oder deren quasistationären Ersatzschaltungen. Bekannt ist auch die Zusammenschaltung zweier solcher Ringschaltungen in der Weise, daß sie eines der i/4 langen Leitungsstücke gemeinsam haben (deutsche Auslegeschrift 1069 234).Various bridge arrangements are already available for the purpose mentioned known. The simplest of these consists of a ring circuit of four ¼ long each Line sections or their quasi-stationary equivalent circuits. Is also known the interconnection of two such ring circuits in such a way that they have one of the 1/4 long pipe sections have in common (German Auslegeschrift 1069 234).

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 mit den anderen beiden Eckpunkten verbunden sind. Drei der in den Brückenarmen liegenden Vierpole weisen die elektrische Länge 2./4 auf, während einer dieser Vierpole die elektrische Länge 3 7,/4 besitzt. Diese Brückenanordnung ist sowohl mit aus quasistationären Bauelementen bestehenden Vierpolen (deutsche Patentschrift 861865) als auch mit aus Leitungsstücken entsprechender elektrischer Länge (deutsche Patentschrift 930 216) bestehenden Vierpolen bekanntgeworden.In addition, a bridge circuit is known under the designation "Posthumus Bridge" which has an impedance-reversing quadrupole in each arm. The high-frequency generators are connected to two opposite corners, while the common load resistance and an impedance simulating this load resistance are connected to the other two corner points. Three of the quadrupoles located in the bridge arms have the electrical length 2./4, while one of these quadrupoles has the electrical length 3 7, / 4. This bridge arrangement has become known both with quadrupoles consisting of quasi-stationary components (German patent specification 861865) and with quadrupoles consisting of line pieces of corresponding electrical length (German patent specification 930 216).

Bei der Anwendung der erwähnten Brückenanordnungen einschließlich derjenigen nach Posthumus ergibt sich die Schwierigkeit, daß die Entkopplung exakt nur bei der Abstimmungsfrequenz vorhanden ist, bei der die einzelnen Leitungsstücke gerade i/4 bzw. 39:/4 lang sind. Bei der geringsten Abweichung der Betriebsfrequenz von der Sollfrequenz treten an der Anschlußstelle des zweiten Generators Spannungen vom ersten Generator und umgekehrt auf, die eine Kopplung zwischen den beiden Generatoren bewirken. Diese Kopplung kann, wenn sie eine bestimmte Grenze übersteigt, Schwierigkeiten bei der Abstimmung der Generatoren zur Folge haben. Im Falle des Ausfalles eines Generators kann in diesen Energie aus dem zweiten Generator hineinströmen, was zur Beschädigung von Röhren oder Abstimmelementen führen kann. Es wäre daher sehr erwünscht, wenn die Entkopplungsbrücke ihre Wirksamkeit mindestens in einem gewissen Frequenzgebiet um die Generatorwelle herum beibehielte.When using the mentioned bridge arrangements including those according to Posthumus the difficulty arises that the decoupling is exact is only available at the tuning frequency at which the individual line sections are even i / 4 or 39: / 4 long. At the slightest deviation in the operating frequency from the setpoint frequency, voltages occur at the connection point of the second generator from the first generator and vice versa, providing a coupling between the two generators cause. This coupling can, if it exceeds a certain limit, create difficulties when tuning the generators. In the event of failure of a Generator can flow into this energy from the second generator, which leads to Damage to tubes or tuning elements. It would therefore be very desirable if the decoupling bridge is effective at least in a certain frequency range around the generator shaft.

Bei der bekannten Dimensionierung der Posthumus-Brücke sind die Wellenwiderstände sämt-Pcher Briicke.arme untereinander gleich und besitzen den Wert f2-. R, wobei R die Größe des gemeinsamen Belastungswiderstandes ist. Eine nähere Untersuchung der Theorie dieser Entkopplungsbrücke hat gezeigt, daß diese bekannte Dimensionierung für die Erhaltung der Brückenei Censchaften, nämlich Entkopplung der beiden Generatoren gegeneinander und Konstanz des Ausgangswiderstandes jedes Generators, unabhängig vom Verhalten des anderen Generators, nicht unbedingt erforderliche Voraussetzung ist. Auf Grund dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäß eine vom Bekannten abweichende Bemessung der Wellenwiderstände angegeben, welche in der angestrebten Richtung wesentliche Vorteile ergibt.In the known dimensioning of the Posthumus bridge, the wave resistances are All the bridge arms are identical to one another and have the value f2-. R, where R is the size of the common load resistance. A closer examination the theory of this decoupling bridge has shown that this known dimensioning for the maintenance of the bridge properties, namely decoupling of the two generators against each other and constancy of the output resistance of each generator, independently on the behavior of the other generator, not an essential requirement is. On the basis of this knowledge, according to the invention, a different one is made from what is known Dimensioning of the wave resistance specified, which is essential in the desired direction Benefits.

Die für die Erfindung zugrunde gelegte Ausführungsform der erwähnten Posthumus-Brücke kann beschrieben werden als eine Brückenanordnung zur Übertragung der Ausgangsenergie zweier Hochfrequenzgeneratoren auf einen gemeinsamen Belastungswiderstand mit zwei Eingangsklemmen und zwei einander parallelen aus Koaxialleitungsstücken aufgebauten Verbindungswegen zwischen diesen, von denen der erste durch Reihenschaltung zweier je i/4 langer Leitungsstücke und der zweite durch die Reihenschaltung eines ?./4 langen und eines 3::/4 langen Leitungsstückes oder deren quasistationärer Ersatzglieder gebildet wird, mit Anschluß des gemeinsamen Belastungswiderstandes am Verbindungspunkt der beiden Leitungsstücke des ersten Verbindungsweges und mit Anschluß eines Lastausgleichwiderstandes am Verbindungspunkt der beiden Leitungsstücke des zweiten Verbindungsweges. Bei einer solchen Brückenanordnung wird erfindungsgemäß das 3 Y4 lange Leitungsstück in ein dem Anschluß des Lastausgleichwiderstandes benachbartes 2,/2 langes Teilstück und ein einer der beiden Eingangsklemmen benachbartes Y4 langes Teilstück aufgeteilt und der Wellenwiderstand des 2./2 langen Teilstückes von dem Wellenwiderstand des A/4 langen Teilstückes derart verschieden gewählt, daß die Entkopplungsbandbreite, bezogen auf die Eingangsklemmen, gegenüber dem Fall untereinander gleicher Wellenwiderstände wesentlich vergrößert ist. Vorzugsweise ist zwischen jeder der beiden Eingangsklemmen und dem Ausgang des zugehörigen Hochfrequenzgenerators je ein zusätzliches J/4 langes Leitungsstück oder sein quasistationäres Ersatzglied mit derartig bemessenem Wellenwiderstand vorgesehen, daß die Betriebs-Bandbreite, bezogen auf den Eingangswiderstand an denEingangsklemmen,wesentlichvergrößertist. Unter der Entkopplungs-Bandbreite ist dabei diejenige Bandbreite zu verstehen, innerhalb welcher die Entkopplung zwischen den beiden Sendern betriebsmäßig vorgeschriebene Werte nicht überschreitet. Die Betriebs-Bandbreite wird durch die Änderungen des Eingangswiderstandes der Brückenanordnung an ihren Eingangsklemmen bestimmt, welche als Belastungswiderstände für die Generatoren in Erscheinung treten. Es ist zweckmäßig, eine Bemessung anzugeben, welche nicht nur für die Entkopplungs-Bandbreite, sondern auch für die Betriebs-Bandbreite eine optimale Lösung darstellt.The embodiment of the aforementioned on which the invention is based Posthumus Bridge can be described as a bridge arrangement for transmission the output energy of two high-frequency generators on a common load resistance with two input terminals and two parallel pieces of coaxial cable established connection paths between them, the first of which is connected in series two pipe sections each 1/4 long and the second by connecting one in series ? ./ 4 long and a 3 :: / 4 long pipe section or their quasi-stationary Replacement links is formed, with connection of the common load resistor at the connection point of the two line sections of the first connection path and with the connection of a load balancing resistor at the connection point of the two line sections of the second connection path. at such a bridge arrangement is the 3 Y4 long line piece according to the invention into a 2, / 2 long section adjacent to the connection of the load balancing resistor and a Y4 long section adjacent to one of the two input terminals and the wave resistance of the 2./2 long section of the wave resistance of the A / 4 long section chosen so differently that the decoupling bandwidth, in relation to the input terminals, compared to the case of the same wave resistances is significantly enlarged. Preferably there is between each of the two input terminals and the output of the associated high-frequency generator each an additional J / 4 long Line section or its quasi-stationary replacement link with a characteristic impedance of this type It is provided that the operating bandwidth, based on the input resistance at the input terminals, is significantly increased. The decoupling bandwidth is to be understood as the bandwidth within which prescribed the decoupling between the two transmitters during operation Does not exceed values. The operating bandwidth is affected by the changes in the Input resistance of the bridge arrangement at its input terminals determines which appear as load resistances for the generators. It is appropriate specify a rating, which not only for the decoupling bandwidth, but also represents an optimal solution for the operating bandwidth.

Es ist zu erwähnen, daß bereits eine aus Hohlleiterstücken aufgebaute Ringschaltung mit vier von dem Ring abgezweigten Anschlüssen, und zwar zwei Eingängen, einem Summenausgang und einem Differenzausgang, bekannt ist, bei der die elektrischen Längen der drei Ringteile zwischen den aufeinanderfolgenden Anschlüssen je f/4 sind, während die Länge des verbleibenden vierten Ringteiles zwischen dem einen Eingang und dem Differenzausgang gleich 3 7/4 ist. In dieser Anordnung hängt die Aufrechterhaltung der Summen-Differenz-Bedingung bei Frequenzänderungen davon ab, daß der Unterschied der elektrischen Längen der Ringteile, welche die beiden Verbindungswege zwischen dem Summenausgang und dem Differenzausgang bilden, für alle vorkommenden Betriebsfrequenzen gleich 2,/2 bleibt. Um dies zu erreichen, ist die Höhe des einen Ringteiles zwischen den genannten Ausgängen, der die elektrische Länge 2, aufweisen soll, größer bemessen als die Höhe des anderen Ringteiles, der die elektrische Länge 7./2 haben soll. Dadurch ändert sich in dem langen Ringteil die elektrische Länge mit der Frequenz in geringerem Maße als in dem kürzeren Ringteil, und zwar bestimmungsgemäß so, daß die Differenz der Längen gleich i,/2, bezogen auf die jeweilige Arbeitsfrequenz, bleibt. - Ersichtlicherweise können ähnliche Maßnahmen bei Anordnungen mit Koaxialleitungen nicht angewendet werden, da deren elektrische Längen frequenzunabhängig sind.It should be mentioned that one already built from waveguide pieces Ring circuit with four connections branched off from the ring, namely two inputs, a sum output and a difference output, is known in which the electrical The lengths of the three ring parts between the successive connections are each f / 4, while the length of the remaining fourth ring part between the one entrance and the differential output equals 3 7/4. In this arrangement the maintenance depends the sum-difference condition for frequency changes depends on the difference the electrical lengths of the ring parts, which the two connecting paths between the sum output and the difference output, for all occurring operating frequencies remains equal to 2, / 2. To achieve this, the height of one ring part is between the named outputs, which should have the electrical length 2, are dimensioned larger than the height of the other part of the ring, which should have the electrical length 7./2. As a result, the electrical length in the long ring part changes with the frequency to a lesser extent than in the shorter ring part, as intended so that the difference between the lengths is equal to i, / 2, based on the respective working frequency, remain. - Obviously, similar measures can be taken for arrangements with coaxial lines cannot be used because their electrical lengths are frequency-independent.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die wenigstens angenäherte Bemessung folgender Relativwerte der Widerstände: Gemeinsamer Belastungswiderstand R = 1 Wellenwiderstände der Z/4 langen Leitungsstücke des ersten Ver- bindungsweges ................ a = 1 Wellenwiderstände der zusätzlichen 2./4 langen Leitungsstücke ....... b = 1 und der Widerstände: Wellenwiderstände der A/4 langen Leitungsstücke des zweiten Ver- bindungsweges ................ k Lastausgleichwiderstand ......... o Wellenwiderstand des A/2 langen Teilstückes des zweiten Verbin- dungsweges .................. q nach den Bestimmungsgleichungen: Dabei liefert die Bedingung die optimale Entkopplung, die Bedingung die optimale Breitband-Anpassung.A preferred embodiment of an arrangement according to the invention is characterized by the at least approximate dimensioning of the following relative values of the resistances: Common load resistance R = 1 Wave resistances of the Z / 4 long Line sections of the first connection path ................ a = 1 Wave resistances of the additional 2./4 long pieces of pipe ....... b = 1 and the resistances: Wave resistances of the A / 4 long Pipe sections of the second connection way ................ k Load balancing resistor ......... o Characteristic impedance of the A / 2 long Section of the second connection application path .................. q according to the determining equations: The condition delivers the optimal decoupling, the condition the optimal broadband adaptation.

Wird die Bemessung unter Benutzung des negativen Wurzelwertes in der Bestimmungsgleichung für k durchgeführt, so ergeben sich angenähert folgende Relativwerte der Widerstände: k = 0,384 o = 0,1215 q=0,186 Benutzt man bei der Bemessung den positiven Wurzelwert in der Bestimmungsgleichung für k, so ergeben sich folgende Relativwerte der Widerstände: k = 0,652 o = 0,425 q = 1,221 Bei Verwendung quasistationärer "-Glieder des Phasenmaßes +i/4 bzw. -d/4 an Stelle der 7/4 bzw. 3 %/4 langen Leitungsstücke kann vorzugsweise der auf diese Weise parallel zum Lastausgleichwiderstand entstehende Sperrkreis wegfallen. Eine Verbesserung der Betriebs-Bandbreite kann bei einer solchen Anordnung dadurch bewirkt werden, daß zwischen dem Verbindungspunkt der beiden "-Glieder des ersten Verbindungsweges und dem gemeinsamen Belastungswiderstand ein zusätzliches "-Glied des Phasenmaßes i/4 und mit solchem Wellenwiderstand vorgesehen ist, daß die Brücke zu einem zwischen den Generatoren und dem Belastungswiderstand wirksamen zweistufigen 2/4-Transformator ergänzt ist.If the design is carried out using the negative root value in the Determining equation for k is carried out, the following relative values result approximately of the resistances: k = 0.384 o = 0.1215 q = 0.186 If the positive root value in the determining equation for k, the following result Relative values of the resistances: k = 0.652 o = 0.425 q = 1.221 when using quasi-stationary "Links of the phase dimension + i / 4 or -d / 4 in place of the 7/4 or 3% / 4 long pipe sections can preferably be the one that arises in this way parallel to the load compensation resistor No blocking circle. An improvement in the operating bandwidth can be achieved with such a Arrangement can be effected in that between the connection point of the two "links the first connection path and the common load resistance an additional one "-Member of the phase measure i / 4 and is provided with such a wave resistance that the bridge to one between the generators and the load resistor effective two-stage 2/4 transformer is added.

Die Wirkungsweise einer Brückenanordnung nach der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert.The operation of a bridge arrangement according to the invention will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing.

In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild der Brückenanordnung nach der Erfindung dargestellt. Darin wird von der für Koaxialleitungsanordnungen üblichen Vereinfachung der Darstellungsweise Gebrauch gemacht, bei der nur das Innenleiternetz vollständig dargestellt ist, während das Außenleiternetz als Masse bzw. Erde behandelt ist. Die zwischen den Verzweigungspunkten des Innenleiternetzes und dem Außenleiter angeschlossenen Elemente erscheinen in Fig. 1 daher stets zwischen dem genannten Verzweigungspunkt und Erde bzw. Masse geschaltet. Die einzelnen Leitungsstücke der Brückenanordnung können auch durch ihre quasistationären Ersatzschaltungen vertreten werden.In Fig. 1 is the basic circuit diagram of the bridge arrangement according to the Invention shown. This is from the usual for coaxial line arrangements Simplification of the representation made use, in which only the inner conductor network is shown in full, while the external conductor network is treated as ground or earth is. The one between the branch points of the inner conductor network and the outer conductor connected elements appear in Fig. 1 therefore always between the mentioned Junction point and earth or ground switched. The individual pipe sections of the Bridge arrangements can also be represented by their quasi-stationary equivalent circuits will.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß zwischen den Eingangsklemmen der Brückenanordnung, an welche die Generatoren S1 und S2 angeschlossen sind, zwei einander parallel geschaltete Verbindungswege vorhanden sind. Der erste von diesen Verbindungswegen geht über die Eckpunkte I, III und 1I der Brückenanordnung. Er enthält die Brückenarme mit den relativen Wellenwiderständen a, deren elektrische Längen je A/4 betragen. Der zweite Verbindungsweg geht über die Eckpunkte I, IV, VI, V und II. Dieser Verbindungsweg enthält zwischen den Eckpunkten I und IV einen ?,/4 langen Brückenarm des relativen Wellenwiderstandes k und zwischen den Eckpunkten 1I und IV einen zweiten Brückenarm, der 3 A/4 lang ist und aus einem "/4 sowie einem Z/2 langen Teilstück des relativen Wellenwiderstandes k bzw. q zu- sammengesetzt ist.From Fig. 1 it can be seen that between the input terminals of the bridge arrangement to which the generators S1 and S2 are connected, there are two connecting paths connected in parallel. The first of these connecting routes goes over the corner points I, III and 1I of the bridge arrangement. It contains the bridge arms with the relative wave resistances a, whose electrical lengths are each A / 4. The second connection path goes over the corner points I, IV, VI, V and II. This connection path contains a? A / 4 is long and is composed of a "/ 4 and a Z / 2-long section of the relative wave resistance k and q, respectively.

Der gemeinsame Belastungswiderstand R ist zwischen dem Anschlußpunkt III, welcher gleichzeitig der Verbindungspunkt der Brückenarme mit dem relativen Wellenwiderstand a des ersten Verbindungsweges ist, und Erde eingeschaltet. Der Belastungswiderstand R kann - wie bereits erwähnt wurde -entsprechend dem in der Praxis häufigsten Anwendungsfall der Widerstand eines Antennenkreises A sein. Der Lastausgleichwiderstand besitzt die Größe o und ist zwischen dem Anschlußpunkt IV und Erde eingeschaltet.The common load resistance R is between the connection point III, which is also the connection point of the bridge arms with the relative Characteristic impedance a of the first connection path is switched on, and earth is switched on. Of the Load resistance R can - as already mentioned - according to that in the The most common use case in practice is the resistance of an antenna circuit A. Of the Load balancing resistor has the size o and is between the connection point IV and earth switched on.

Bei der bekannten Bemessung einer derartigen Brückenanordnung sind die Wellenwiderstände a, k und q untereinander gleich. Bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brückenanordnung gemäß Fig. 1 werden die Wellenwiderstände des zweiten Verbindungsweges, der über die Punkte 1, IV, VI, V und 1I führt, abweichend von den Wellenwiderständen des ersten Verbindungsweges zwischen den Punkten I und 1I gewählt. Durch diese Abkehr von der bekannten Bemessung können wesentliche Vorteile hinsichtlich der mit einer derartigen Brükkenanordnung zu bewältigenden Bandbreiten erreicht werden.In the known dimensioning of such a bridge arrangement, the wave resistances a, k and q are equal to one another. In the exemplary embodiment of the bridge arrangement according to the invention according to FIG. 1, the characteristic impedances of the second connection path, which leads via points 1, IV, VI, V and 1I, are selected differently from the characteristic impedances of the first connection path between points I and 1I. As a result of this departure from the known dimensioning, significant advantages can be achieved with regard to the bandwidths to be dealt with with such a bridge arrangement.

Man erkennt aus Fig. 1, daß das 3 2/4 lange Leitungsstück zwischen den Punkten IV und II erfindungsgemäß in zwei Teilstücke mit den untereinander verschiedenen Wellenwiderständen q und k aufgeteilt ist. Durch die verschiedene Bemessung dieser Wellenwiderstände werden Vorteile hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Entkopplungswirkung über einen ausgedehnten Frequenzbereich erhalten. In Fig. 1 ist die Brückenanordnung durch je ein zwischen den Eckpunkten I und II und dem zugehörigen Generatoranschluß eingeschaltetes A/4 langes Leitungsstück des relativen Wellenwiderstandes b ergänzt. Diese Maßnahme hat die Wirkung, daß die Betriebs-Bandbreite der Brückenanordnung weiter ausgedehnt wird. Die Aufrechterhaltung der Entkopplungswirkung über einen ausgedehnten Frequenzbereich hat ja nur dann volle Bedeutung, wenn es gelingt, auch die Betriebs-Bandbreite der Anordnung wenigstens auf denselben Betrag zu vergrößern.It can be seen from Fig. 1 that the 3 2/4 long line section between points IV and II is divided according to the invention into two sections with mutually different wave resistances q and k . The different dimensions of these characteristic impedances result in advantages with regard to maintaining the decoupling effect over an extended frequency range. In Fig. 1, the bridge arrangement is supplemented by an A / 4-long line section of the relative wave impedance b connected between the corner points I and II and the associated generator connection. This measure has the effect that the operating bandwidth of the bridge arrangement is further expanded. Maintaining the decoupling effect over an extended frequency range is only of full importance if it is possible to increase the operating bandwidth of the arrangement to at least the same amount.

Die Durchrechnung des Problems hat ergeben, daß die optimale Breitbandanpassung erzielt wird für Die optimale Entkopplung wird erzielt für Die gleichzeitige Erfüllung beider Bedingungen liefert: Dabei ist zur Erfüllung der Brückenbedingung Die Größen a, b, k, q und o der Fig. 1 sind dabei normierte, d. h. auf den Lastwiderstand R =1 bezogene Größen.The calculation of the problem has shown that the optimal broadband match is achieved for The optimal decoupling is achieved for The simultaneous fulfillment of both conditions yields: Thereby it is necessary to fulfill the bridge condition The quantities a, b, k, q and o in FIG. 1 are standardized, that is, quantities related to the load resistance R = 1.

Die Größe b ist nun noch frei wählbar. Sie wird zweckmäßigerweise so bestimmt, daß die sich ergebenden Wellenwiderstände in einer für die technische Darstellung bequemen Größe bleiben. Zahlenrechnungen haben gezeigt, daß die Bandbreiten-Qualität besonders gut wird für kleine Werte von k und q und damit auch von o. Solche Werte ergeben sich, wenn in der Bestimmungsgleichung für k der negative Wurzelwert benutzt wird. Eine solche Bemessung mit zeigt die Fig. 2. Es wird dabei angenommen, daß die Klemmenspannungen der beiden Generatoren S1 und S, beide gleich U sind. Die aus der Zahlenrechnung gewonnenen Werte sind in Fig. 2 eingetragen.The size b is now freely selectable. It is expediently determined in such a way that the resulting wave resistances remain in a size that is convenient for technical representation. Numerical calculations have shown that the bandwidth quality is particularly good for small values of k and q and thus also of o. Such values result if the negative root value is used in the equation for determining k. Such a rating with FIG. 2 shows. It is assumed that the terminal voltages of the two generators S1 and S are both equal to U. The values obtained from the numerical calculation are entered in FIG.

Fig. 3 ist eine Kurvendarstellung, welche die durch die Erfindung erzielten Vorteile verdeutlichen soll. In Richtung der Abszissenachse ist die normierte Verstimmung aufgetragen, wobei f die jeweilige Betriebsfrequenz bezeichnet, während f. die der Bemessung der Brückenanordnung zugrunde gelegte mittlere Betriebsfrequenz ist. In der Ordinatenachse ist der Betrag des Verhältnisses aufgetragen, worin Uito die über die Brückenkopplung zum Punkt 1I übertragene Leerlaufspannung des Generators S1 ist, während gleichzeitig der Generator S, abgenommen gedacht ist. Zur besseren Unterscheidung ist hier die Ausgangsspannung des Generators S, mit UI bezeichnet. Für die Rechnung wurde angenommen, daß diese Spannung UI den für den ungestörten Betrieb vorgesehenen Normalwert besitzt.Fig. 3 is a graph which is intended to clarify the advantages achieved by the invention. The normalized detuning is in the direction of the abscissa axis plotted, where f denotes the respective operating frequency, while f. is the mean operating frequency on which the dimensioning of the bridge arrangement is based. The magnitude of the ratio is on the ordinate axis plotted, where Uito is the open circuit voltage of the generator S1 transmitted via the bridge coupling to point 1I, while at the same time the generator S is intended to be removed. For a better differentiation, the output voltage of the generator S is denoted by UI. For the calculation it was assumed that this voltage UI has the normal value intended for undisturbed operation.

Aus Fig.3 ist für die Brückenanordnung nach Fig. 2, welche als 8 - 2,/4-Brücke bezeichnet ist, zu erkennen, daß ein verhältnismäßig weiter Bereich der Entkopplungswirkung vorhanden ist. Besonders ist es bemerkenswert, daß der Kurvenzug sich im Ursprung des Koordinatensystems an die Abszissenachse tangential anschmiegt. Die die Restkopplung angebende Kurve besitzt dort ein breites Minimum. Zum Vergleich sind mit unterbrochenen Linien in Fig. 3 auch die entsprechenden Kurven für die bekannte 4 - %/4-Brücke sowie die übliche Posthumus-Brücke angegeben, von der die Erfindung ausgeht. Man erkennt, daß bei beiden Brücken praktisch nur die unmittelbare Umgebung der Abstimmfrequenz ausgenutzt werden kann. Die beiden Äste der Kurvenzüge schneiden im Ursprung des Koordinatensystems die Abszissenachse unter steilen Winkeln.From Fig. 3 is for the bridge arrangement according to Fig. 2, which as 8 - 2, / 4 bridge is designated, it can be seen that a relatively wide area the decoupling effect is present. It is particularly noteworthy that the curve clings tangentially to the abscissa axis at the origin of the coordinate system. The curve indicating the residual coupling has a broad minimum there. For comparison are with broken lines in Fig. 3 also the corresponding curves for the known 4% / 4 bridge and the usual Posthumus bridge from which the Invention runs out. It can be seen that practically only the immediate one in both bridges Environment of the tuning frequency can be exploited. The two branches of the curves intersect the abscissa axis at steep angles at the origin of the coordinate system.

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 etwa 0,035 bedeutet. Diese Grenze ist in Fig.3 eingetragen. Man erkennt, daß der Anwennungsbereich der Brücke sich gegenüber der bekannten Bemessung bzw. der 4 - A/4-Brücke wesentlich vergrößert hat.In practice, in most cases it is sufficient to connect in parallel Send a decoupling of the order of 35 db, what for the case of equality an open circuit voltage ratio of the internal resistance of the source and external load resistance of about 0.035 means. This limit is shown in Fig. 3. You can see that the area of application of the bridge differs from the known dimensioning or the 4 - A / 4 bridge has increased significantly.

Fig. 4 ist eine Kurvendarstellung, welche über die Betriebs-Bandbreite der nach Fig.2 bemessenen Brückenanordnung Aufschluß gibt. In der Abszissenachse ist wiederum die normierte Verstimmung , jedoch in einem anderen Maßstab als in Fig. 3, aufgetragen. In Richtung der Ordinatenachse ist im oberen Teil der Darstellung die Kurve für den Gang des Verhältnisses aufgetragen. Die untere Kurve zeigt den entsprechenden Gang des Verhältnisses Mit R, ist der Realteil des Eingangswiderstandes der Brücke bezeichnet, der an den Anschlußklemmen der Generatoren in Erscheinung tritt. Xo bezeichnet den entsprechenden Blindanteil des Eingangswiderstandes. Man erkennt, daß der Verlauf des Realteiles, bezogen auf RA, mit einer Schnüegung an die horizontale Anpassungslinie durch den Anpassungspunkt 1 geht. Außerdem schneidet die Kurve beiderseits des Punktes 1 die Anpassungslinie, so daß ein breiter Bereich der Anpassung des Realteiles besteht. Der Kurvenverlauf zeigt, daß der Blindanteil in der Umgebung der Baufrequenz der Brücke in einem breiten Bereich nahezu Null bleibt. Der Vergleich der Fig.4 mit Fig. 3 lehrt außerdem, daß die Betriebs-Bandbreite der Brücke noch über die unter praktischen Verhältnissen ausnutzbare Entkopplungs-Bandbreite hinausgeht.FIG. 4 is a graph which provides information about the operating bandwidth of the bridge arrangement dimensioned according to FIG. The normalized detuning is again in the abscissa axis , but on a different scale than in Fig. 3, plotted. In the direction of the ordinate axis, the curve for the rate of the ratio is in the upper part of the illustration applied. The lower curve shows the corresponding gear of the ratio The real part of the input resistance of the bridge, which appears at the connection terminals of the generators, is denoted by R. Xo denotes the corresponding reactive component of the input resistance. It can be seen that the course of the real part, based on RA, goes with a snip to the horizontal fitting line through fitting point 1. In addition, the curve intersects the fitting line on both sides of point 1, so that there is a wide range of fitting of the real part. The curve progression shows that the reactive component in the vicinity of the construction frequency of the bridge remains almost zero over a wide range. The comparison of FIG. 4 with FIG. 3 also shows that the operating bandwidth of the bridge still exceeds the decoupling bandwidth that can be used under practical conditions.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Brückenanordnung nach der Erfindung. Die Darstellung ist die gleiche wie die der Fig. 2, so daß eine ins einzelne gehende Beschreibung nicht erforderlich ist. Die für die einzelnen relativen Wellenwiderstände der Brückenarme einzuhaltende Bemessung ist in Fig. 5 eingetragen. Die angegebenen Werte sind aus der Benutzung der positiven Wurzel in der Bestimmungsgleichung für k hervorgegangen.Fig. 5 shows another embodiment of a bridge arrangement according to the invention. The representation is the same as that of FIG. 2, so that a detailed description is not required. The one for the individual relative wave resistance of the bridge arms is to be complied with in Fig. 5 registered. The values given are based on the use of the positive root emerged in the determining equation for k.

Fig. 6 zeigt in der gleichen Darstellungsweise und im gleichen Maßstab wie Fig. 3 das Entkopplungsverhalten der nach der Erfindung ausgeführten 8 - i/4-Brücke in der Bemessung nach Fig. 5. Man erkennt auch in diesem Fall durch Vergleich mit der in Fig. 3 eingezeichneten Kurve für die bekannte Bemessung bzw. für die 4 - 2/4-Brücke den durch die Erfindung gewährten Vorteil.Fig. 6 shows in the same manner of representation and on the same scale as FIG. 3 shows the decoupling behavior of the 8-1 / 4 bridge constructed according to the invention in the dimensioning according to Fig. 5. You can also see in this case by comparing with the curve drawn in Fig. 3 for the known dimensioning or for the 4 - 2/4 bridge the advantage afforded by the invention.

Fig.7 zeigt den Verlauf des Realteiles und des Imaginärteiles des Eingangswiderstandes der Brücke in der Bemessung nach Fig. 5 mittels einer Kurvendarstellung, die im Prinzip derjenigen nach Fig.4 entspricht. Man erkennt, daß auch bei dieser Bemessung die Betriebs-Bandbreite über die Entkopplungs-Bandbreite hinausgeht.7 shows the course of the real part and the imaginary part of the Input resistance of the bridge in the dimensioning according to FIG. 5 by means of a graph, which corresponds in principle to that of Figure 4. You can see that also with this Dimensioning the operating bandwidth goes beyond the decoupling bandwidth.

Wenn auch in den Fig. 1 bis 7 nur aus Leitungsstücken aufgebaute Brückenanordnungen in Verbindung mit eingangsseitigen Ergänzungen behandelt wurden, so ist es doch selbstverständlich, daß auch Leitungsbrücken nach den Fig. 1, 2 und 5 in vorteilhafter Weise an Stelle der eingangsseitigen Ergänzungen mit einer ausgangsseitigen Ergänzung versehen sein können.Even if in FIGS. 1 to 7 only bridge arrangements built up from pieces of line were dealt with in connection with supplements on the input side, it is It goes without saying that line bridges according to FIGS. 1, 2 and 5 are also advantageous In place of the additions on the input side with an addition on the output side can be provided.

Wie man aus den Fig. 1, 2 und 5 erkennt, ist die beschriebene Brückenanordnung hinsichtlich des Anschlußpunktes des Lastausgleichwiderstandes p unsymmetrisch aufgebaut. Dieser Lastausgleich ist nämlich nur im Punkt IV angeschlossen. Eine Symmetrierung der ganzen Anordnung könnte dadurch erzielt werden, daß auch im Punkt V ein entsprechender Lastausgleichwiderstand angeschlossen wird. Eine solche Symmetrierung kann erwünscht sein, wenn man mit Hilfe einer Mehrfachanordnung derartiger Brücken mehr als zwei Sender einander parallel schalten will. Die Untersuchungen wurden daher auch auf eine in dieser Weise symmetrierte Brückenanordnung ausgedehnt. Der Lastausgleichwiderstand o der Fig. 2 spaltet sich dann in einen ersten Lastausgleichwiderstand ö im Punkt IV und einen zweiten Lastausgleichwiderstand o" im Punkt V auf, von denen der zweite Lastausgleichwiderstand an den Verbindungspunkt zwischen dem 2/2 langen und dem d/4 langen Teilstück des 3 Q1/4 langen Leitungsstückes des zweiten Verbindungsweges angeschlossen ist. Es sei in Erinnerung gebracht, daß der direkte Verbindungsweg zwischen den Knotenpunkten I und 1I, der über den Knotenpunkt III verläuft, als erster Verbindungsweg und der über die Knotenpunkte IV und V verlaufende als zweiter Verbindungsweg bezeichnet worden ist. Werden in der symmetrischen Anordnung zwei Lastausgleichwiderstände verwendet, so sollen sie derartig bemessen sein, daß ihre Parallelschaltung den Widerstand aufweist. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt.As can be seen from FIGS. 1, 2 and 5, the bridge arrangement described is constructed asymmetrically with regard to the connection point of the load compensation resistor p. This load balancing is only connected in point IV. A balancing of the entire arrangement could be achieved in that a corresponding load compensation resistor is also connected at point V. Such a balancing can be desirable if one wants to connect more than two transmitters in parallel with the help of a multiple arrangement of such bridges. The investigations were therefore extended to a bridge arrangement that was symmetrical in this way. The load balancing resistor o of Fig. 2 then splits into a first load balancing resistor ö at point IV and a second load balancing resistor o "at point V, of which the second load balancing resistor is at the connection point between the 2/2 long and the d / 4 long section It should be remembered that the direct connection path between nodes I and 1I, which runs through node III, is the first connection path and the one that runs through nodes IV and V as If two load balancing resistors are used in the symmetrical arrangement, they should be dimensioned in such a way that their parallel connection has the resistance having. Such an arrangement is shown in FIG.

Die Bemessung ist dabei nach dem negativen Wurzelwert der erwähnten quadratischen Gleichung erfolgt, welche die günstigeren Werte ergab. Sind oi und ö' einander gleich, so gilt die Beziehung: In Fig. 8 sind die Bemessungswerte für die Wellenwiderstände der einzelnen Leitungsstücke in der gleichen Weise wie in Fig. 2 eingetragen. Für ö und ö' ergibt sich der Bemessungswert 0,243.The measurement is based on the negative root value of the above-mentioned quadratic equation, which resulted in the more favorable values. If oi and ö 'are equal to each other, then the relation applies: In FIG. 8, the rated values for the wave resistances of the individual line sections are entered in the same way as in FIG. The rated value 0.243 results for ö and ö '.

Für den Fall der symmetrischen Brückenanordnung nach Fig. 8 wurde das Entkopplungsverhalten in der gleichen Weise wie für die unsymmetrische Anordnung untersucht. Es ergab sich die Bestimmungsgleichung: Die Nullsetzung der Klammer liefert die quadratische Gleichung Man sieht, daß es unmöglich ist, positive Werte des Wellenwiderstandes q zu erhalten. Es ist somit ausgeschlossen, die Koppelspannung in erster Näherung frequenzunabhängig zu Null zu machen, wie dies bei der unsymmetrischen Form der Brücke möglich war. Dies ist aber noch kein Grund, diese Form der Schaltung nicht zu verwenden, falls der Anstieg der Funktion mit der Verstimmung genügend langsam erfolgt. Der Kopplungsverlauf wurde daher für einige Werte der Bemessung nach dem negativen Wurzelwert berechnet.For the case of the symmetrical bridge arrangement according to FIG. 8, the decoupling behavior was investigated in the same way as for the asymmetrical arrangement. The determining equation resulted: Setting the bracket to zero gives the quadratic equation It can be seen that it is impossible to obtain positive values of the characteristic impedance q. It is therefore impossible to make the coupling voltage to zero in a first approximation independent of frequency, as was possible with the asymmetrical shape of the bridge. However, this is not yet a reason not to use this type of circuit if the increase in the function with the detuning occurs slowly enough. The coupling course was therefore calculated for some values of the design according to the negative root value.

Fig. 9 zeigt das Ergebnis dieser Rechnung in der gleichen Darstellung, wie dies für die unsymmetrische Brücke in Fig. 3 geschehen ist. Die Kurve r zeigt den gleichen Kurvenverlauf, der in Fig. 3 für die 8 - 2/4-Brücke angegeben ist. Die etwas ungünstigere Kurve s ergibt sich, wenn der Lastausgleichwiderstand o der Fig. 2 vom Eckpunkt IV an den Eckpunkt V verlegt wird. Die Kurve v gibt das Verhalten für die symmetrische Brückenanordnung an, bei der nach Fig. 8 gleich große Lastausgleichwiderstände ö und ö' an den Eckpunkten IV und V liegen.Fig. 9 shows the result of this calculation in the same representation, as was done for the unbalanced bridge in FIG. The curve r shows the same curve shape that is given in Fig. 3 for the 8-2 / 4 bridge. The somewhat less favorable curve s results when the load balancing resistance o the Fig. 2 is moved from corner point IV to corner point V. The curve v gives the behavior for the symmetrical bridge arrangement, in the case of the load balancing resistances of the same size according to FIG. 8 ö and ö 'lie at the corner points IV and V.

Man erkennt, daß die Kurve v keine horizontale Tangente im Ursprung des Koordinatensystems besitzt. Die Tangenten der beiden Kurvenäste sind eingezeichnet und mit t bezeichnet. Immerhin zeigt die Darstellung, daß die symmetrische Brückenanordnung nur für kleine Verstimmungen ungünstiger ist als die unsymmetrische Form. Bei anwachsenden Verstimmungen wird die Kurve s von den Kurvenästen v geschnitten, so daß bei größeren Verstimmungen die symmetrische Form sogar besser ist als die ungünstigere der beiden Entkopplungskurven der unsymmetrischen Form.It can be seen that the curve v has no horizontal tangent at the origin of the coordinate system. The tangents of the two branches of the curve are shown and denoted by t. After all, the illustration shows that the symmetrical bridge arrangement is only less favorable than the asymmetrical form for small detunings. With increasing The curve s is intersected by the curve branches v, so that with larger detunings Upsets the symmetrical shape is even better than the less favorable of the two Decoupling curves of the asymmetrical shape.

Die Ergebnisse zeigen, daß es im Fall der symmetrischen Anordnung keine Optimalbedingung der Bemessung gibt. Je niedriger die nach einem bestimmten Gesetz zu wählenden Wellenwiderstände im Zweig der Lastausgleichwiderstände sind, um so besser wird der Verlauf der Koppelspannung.The results show that it is in the case of the symmetrical arrangement there are no optimal conditions for the design. The lower the one after a particular one Law to be selected are wave resistances in the branch of load balancing resistances, the better the course of the coupling voltage becomes.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Bridge arrangement for transferring the output energy two high-frequency generators on a common load resistance with two Input terminals and two parallel pieces of coaxial line Connection paths between them, the first of which by connecting two in series 2/4 long line sections each and the second by connecting a 2/4 in series long and a 3 2/4 long line section or their quasi-stationary replacement links is formed, with connection of the common load resistor at the connection point of the two line sections of the first connection path and with the connection of a load balancing resistor at the connection point of the two line pieces of the second connection path, thereby characterized in that the 3 2/4 long line piece in a connection of the load balancing resistor adjacent 2/2 long section and one of the two input terminals adjacent 2/4 long section divided and the wave resistance (q) of the 2/2 long section chosen to be different from the wave resistance (k) of the 2/4 long section is that the decoupling bandwidth, based on the input terminals, is opposite the case of equal wave resistances is significantly increased.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that between each of the two Input terminals and the output of the associated high-frequency generator each have an additional one 2/4 long line piece or its quasi-stationary replacement link with such a dimensioned Characteristic impedance (b) is provided that the operating bandwidth, based on the Input resistance at the input terminals, is significantly increased.

3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized by the at least approximate dimensioning of the following relative values of the resistances: Common load resistance R = 1 Wave resistances of the 2/4 long Line sections of the first connection path ................ a = 1 Wave resistances of the additional 2/4 long pipe sections ...... b = 2 and the resistances: Wave resistances of the 2/4 long Pipe sections of the second connection way ................ k Load balancing resistor. .. .. .. ... O Characteristic impedance of the 2/2 long Section of the second connection application path .................. q according to the determining equations:

4. Arrangement according to claim 3, characterized by approximate dimensioning according to the negative root value in the determining equation for k and the at least approximate compliance with the following relative values of the resistances: k = 0.384 o = 0.1215 q = 0.186

5. Arrangement according to claim 3, characterized by approximate dimensioning according to the positive root value in the determining equation for k and the at least approximate compliance with the following relative values of the resistances: k = 0.652 o = 0.425 q = 1.221

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that in addition to the connection point of the two line sections of the second connection path (first) load compensation resistor (ö) a second load compensation resistor (2 ") is provided and at the connection point between the 2/2 long and the A, / 4 long section of the 3 A / 4 long line section of this connection path is connected and that the two load balancing resistors are dimensioned such that their parallel connection reduces the resistance (Fig. 8).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the first load balancing resistor (ö) is dimensioned to be equal to the second load balancing resistor (ö '), so that the equation is satisfied. References considered: U.S. Patent No. 2,959,751.