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Symmetrische Streifenleitung zum Gleichrichten oder Mischen sehr hoher
elektromagnetischer Schwingungen Die vorliegende Erfindung betrifft eine symmetrische
Streifenleitung für sehr kurze elektrische Wellen mit einer durch den Außenleiter
geführten, mit dem Innenleiter verbundenen und in Parallelschaltung betriebenen
Kristalldiode zum Gleichrichten oder Mischen sehr hoher elektromagnetischer Schwingungen.
Dabei kann die Kristalldiode auch durch ein anderes nichtlineares Element ersetzt
sein. Bekannt ist eine Anordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend
aus einer an einem Ende kurzgeschlossenen Hohlleitung, in die wenigstens zwei nichtlineare
Elemente in einer Entfernung von einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Hohlleiterwellenlänge
nach Art einer Brückenschaltung angeordnet und mit einer gegen die Hohlleitung entkoppelten
Koaxialleitung verbunden sind. Derartige Anordnungen werden in Anlagen der Höchstfrequenztechnik
zur Frequenztransformation oder zur Frequenzvervielfachung verwendet. Diese bekannte
Mischanordnung mit einer seitlich in den Hohlraum bzw. Mischraum eingeführten Speiseleitung
in Koaxialbauweise hat den Nachteil, daß der zu den nichtlinearen Elementen führende
Innenleiter der Koaxialleitung sehr dünn sein muß, um die durch die Anordnung des
Innenleiters der Koaxialleitung im Hohlleiter bedingte, eine Reflexionstelle darstellende
Leitungsunsymmetrie möglichst klein zu halten. Wird der Innenleiter sehr dünn ausgeführt,
dann ist zwar diese Unsymmetrie gering, aber im Zuge von der Koaxialleitung zu der
Anordnung der nichtlinearen Elemente ist eine störende Reflexionsstelle unvermeidbar.
Alle diese Eigenschaften der bekannten Anordnung führen im Endergebnis zu einer
wesentlichen Einschränkung der maximal für die Mischanordnung erreichbaren Bandbreite.
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Es ist auch eine Einrichtung bekanntgeworden, die für eine breitbandigere
Anpassung geeignet ist. Diese Einrichtung besteht darin, daß die Koaxialleitung
über das kurzgeschlossene Hohlleitungsende in der Weise angeschaltet ist, daß der
Außenleiter am Hohlleitungskurzschluß endet und mit diesem verbunden ist und daß
der Innenleiter in Achsrichtung der Hohlleitung verlaufend in deren Inneres weitergeführt
und dort mit der Brückenschaltung der nichtlinearen Elemente gekoppelt ist. Das
Erfordernis zweier Dioden und deren schwierige Halterung und Symmetrierung machen
diese Anlage kompliziert.
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Es sind bereits Vorrichtungen zur Aufnahme von Dioden an symmetrischen
Streifenleitungen bekannt, welche unter Berücksichtigung des Übergangs von der Streifenleitung
auf die Koaxialleitung ausgeführt sind. Diese Vorrichtungen haben aber den Nachteil,
daß sie einen mühelosen Austausch der Dioden ohne eine vorherige Demontage der Einrichtung
nicht ermöglichen.
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Die erwähnten Nachteile werden durch die Anordnung nach der Erfindung
behoben. Die symmetrische Streifenleitung der Erfindung schafft eine besonders einfache
Mischanordnung für sehr kurze elektromagnetische Wellen mit nur einer Diode. Diese
ist leicht auswechselbar, wobei die Anlage in Betrieb bleiben kann. Dabei ist das
Problem der Anpassung des Überganges vom Streifenleiter auf den Koaxialleiter ohne
Schwierigkeit gelöst.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Innenleiter hinter dem Anschlußpunkt
für die Diode bis zum offenen Ende der Streifenleitung zwei Abschnitte aufweist,
die je gleich dem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge der Eingangsfrequenz
lang sind, daß der erste Abschnitt eine hohe und der zweite Abschnitt eine niedrige
Impedanz für die Eingangsfrequenz darstellt, daß im Abstand des ersten Abschnittes
der Innenleiter einer Koaxialleitung mit dem die Abschnitte aufweisenden Teil des
Innenleiters der Streifenleitung verbunden ist und daß die Koaxialleitung mit einer
Impedanz belastet ist, deren Wert für die Eingangsfrequenz kleiner als der der Koaxialleitung
ist.
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Dabei ist es zweckmäßig, daß die Belastungsimpedanz eine Kapazität
ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung
näher erläutert: An der Streifenleitung mit dem Außenleiter 11 und dem Innenleiter
12 ist der Übergang zu einer Koaxialleitung 2 ausgeführt, an die eine Kristalldiode
3 als eine in Parallelschaltung betriebene Diode angeschlossen ist.
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Hinter dem Anschlußpunkt der Koaxialleitung 2 ist der Hochimpedanzabschnitt
4 angeschlossen, der ungefähr (2 n -1) )./4 lang ist, wo n = 1, 2, 3
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Hinter ihm ist der zweite Abschnitt 5 mit der niedrigen Impedanz angeschlossen,
der ungefähr(2 m-1) 1/4 lang ist, wo m = 1, 2, 3 . . ., an den sich eine offene
Leitung anschließt. In der Verbindungsstelle der beiden Abschnitte 4 und 5 ist der
Koaxialausgang 6 für das gleichgerichtete Signal (Spannung) angeschlossen. Die Funktion
dieses Kreises wird nachstehend erläutert: Die hohe Impedanz, durch die der zweite
Abschnitt der Streifenleitung abgeschlossen ist, wird an den Eingang dieses Abschnittes
als eine Nullimpedanz, d. h. als ein Kurzschluß transformiert. Hinter diesem Punkt
ist gleichzeitig der Koaxialausgang 6 angeschlossen, der in der Entfernung von ungefähr
(2p -1) )"'4, wo p = 1, 2, 3. . ., einen kapazitiven Kurzschluß bildet und
demzufolge in dem Anschlußpunkt an die Streifenleitung als eine sehr hohe Impedanz
erscheint. Da die beiden Impedanzen parallel angeschlossen sind, kommt diese hohe
Impedanz angesichts des durch die Transformierung des im Abschnitt 5 entstandenen
Kurzschlusses nicht zur Geltung. Der koaxiale Ausgang offenbart sich also nicht
durch eine Impedanzänderung, und auch eine Erregung der Eingangsfrequenz kommt nicht
zustande. Der erste Abschnitt transformiert diese Nullimpedanz weiter auf eine hohe
Impedanz hinter dem Anschlußpunkt der Koaxialleitung 2. Das bisher Angeführte gilt
nur für die Eingangsfrequenz. Für das gleichgerichtete Signal oder für die durch
den Mischvorgang an der Diode entstandene Zwischenfrequenz sind aber die Längen
der Abstände vernachlässigbar im Vergleich zu der Wellenlänge, und der kapazitive
Kurzschluß stellt nur eine kleine Kapazität dar, so daß das Signal bereits direkt
nach dem Koaxialausgang durchgeht. Der Eingang und der Ausgang sind in der Zeichnung
durch entsprechende Pfeile dargestellt. Der Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung
besteht in der Austauschmöglichkeit der Diode ohne die bisher notwendige Abschaltung
des Ausgangs, was besonders gegenüber den bekannten komplizierten Einrichtungen
von besonderem Vorteil ist. Es soll noch erwähnt werden, daß an Stelle der Kapazität
auch eine andere Impedanz verwendet werden kann. Eventuell ist auch eine Kombination
von ihnen möglich, wobei die Summe der Entfernungen dem ungeraden Vielfachen der
Wellenlänge gleich zu sein hat. So kann eine Induktivität in der Entfernung i/2
verwendet werden, wo sie den Kurzschlußabschnitt durch ihren Abstand 7,/2 auf ein
ungerades Vielfaches ergänzt.