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Frequenzselektive Einrichtung zur Verbindung einer Hochfrequenzquelle
mit einem Verbraucher Die Erfindung bezieht sich auf eine frequenzselektive Einrichtung
zur Verbindung einer Hochfrequenzquelle mit einem Verbraucher, die im Verbraucher
entstehende, in Richtung zur Hochfrequenzquelle sich ausbreitende elektrische Wellen
mit hiervon verschiedener Frequenz weitgehend unterdrückt. Die erfindungsgemäße
Einrichtung ist vor allem für die Verbindung einer Hochfrequenzquelle mit einer
passiven Frequenzvervielfacherstufe gedacht.
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Vor allem bei der Frequenzvervielfachung mittels passiver Frequenzvervielfacher
tritt das Problemauf, zwischen der den Frequenzvervielfacher ansteuernden Hochfrequenzquelle
und dem eigentlichen passiven Frequenzvervielfacher eine möglichst dämpfungsarme
Durchverbindung nur für die ansteuernde Grundwelle zu schaffen, andererseits aber
für hiervon verschiedene Frequenzen einen möglichst rellexionsarmen Abschluß sowohl
für die Hochfrequenzquelle als auch für den passiven Frequenzvervielfacher sicherzustellen.
Für die Hochfrequenzquelle ist dies erforderlich, weil sonst unerwünschte und störende
Ansteuerungsvorgänge im Frequenzvervielf acher entstehen können oder zumindest Rückwirkungen
innerhalb der Hochfrequenzquelle. Für den passiven Frequenzvervielfacher ist dies
erforderlich, weil bei starker Ansteuerung desselben sonst Selbsterregungen nach
dem Prinzip eines parametrischen Oszillators eintreten können, die den Vervielfachungsvorgang
im Wirkungsgrad wesentlich absenken. Die Gefahr dieser parametrischen Selbsterregung
ist dabei um so größer, je höher der Wirkungsgrad des Frequenzvervielfachers
ist. Es werden heute beispielsweise bei Frequenzverdopplern schon Werte des Wirkungsgrades
erreicht, die bei etwa 90 1/o liegen. Es ist dies bekanntlich durch Verwendung
sogenannter Kapazitätsdioden als nichtlineare Elemente und besonderer Idlingkreise
möglich geworden. Durch Verwendung von weichenartig ergänzten Bandfilterschaltungen
ließe sich an sich im gewissen Umfange diesen Forderungen Rechnung tragen, doch
ist der hierfür erforderliche Aufwand in der Regel ein Vielfaches von dem für den
eigentlichen Frequenzvervielfacher.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frequenzselektive Einrichtung
zu schaffen, die vor allem in dem vorgeschilderten Fall bei wesentlich geringerem
Aufwand den gestellten Forderungen gerecht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der einleitend angeführten
Ausbildung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein MB-Gabelübertrager, insbesondere
ein MB-Richtungskoppler, vorgesehen ist, von dem ein zueinander konjugiertes Anschlußpaar
für den Anschluß der Hochfrequenzquelle und den Anschluß des Verbrauchers dient,
und daß jeder der beiden Anschlüsse des anderen konjugierten Anschlußpaares über
eine auf die Frequenz der Hochfrequenzquelle abgestimmte Bandsperre mit einem möglichst
weiten Frequenzband den entsprechenden Anschluß nahezu reflexionsfrei abschließenden
Ab-
sorber verbunden ist.
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Gabelübertrager sind beispielsweise das Magic-T, der bekannte Hybrid-Ring
und der MB-Richtungskoppler, sofern es sich um Gabelübertrager für das Gebiet der
sehr kurzen elektrischen Wellen handelt. Für tiefer gelegene Frequenzen kommen entsprechende
übertrager mit Leitungscharakter oder mit konzentrierten Schaltelementen und auch
Differentialübertrager in Frage. Unter den zueinander konjugierten Anschlüssen eines
Anschlußpaares eines Gabelübertragers werden bekanntlich zwei Anschlüsse des Gabelübertragers
verstanden, die bei reflexionsfreiem Abschluß sämtlicher vier Anschlüsse des Gabelübertragers
voneinander entkoppelt sind.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In der F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung gezeigt,
mit einem lediglich schematisch angedeuteten MB-Richtungskoppler 1. Die Anschlüsse
a und b sind zueinander konjugiert und ebenso die An-schlüsse c und
d. Der Anschluß a dient zur Verbindung mit einer Hochfrequenzquelle der Frequenz
fo. Der Anschluß b dient zur Anschaltung eines nicht dargestellten passiven
Frequenzvervielfachers, dem die Hochfrequenzenergie mit der Frequenz f. zugeführt
wird. An den Anschluß c und an den Anschluß d
ist über je eine Bandsperre
2 bzw. 3 ein den jeweiligen Richtungskoppleranschluß (c bzw. d) für
außerhalb
der Sperrfrequenz der Bandsperren gelegene Frequenzen
reflexionsfrei abschließender Absorber 4 bzw. 5 angeschaltet.
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Nimmt man beispielsweise an, daß der nicht dargestellte passive
Frequenzvervielfacher ein Verdreifacher ist, so empfiehlt sich für jede -
der Bandsperren 2, 3 eine Charakteristik ihres Rellexionsfaktors r, wie er
in der F i g. 2 angedeutet ist. Für einen Verdreifacher können nämlich, bezogen
auf die Frequenz f" vor allem Störungen dann auftreten, wenn vom Verdreifacher her
in den Anschluß b gesehen ein reflexionsfreier Abschluß für die Frequenzen
f013, fo/2, 2f0/3, 4f,13 und 5f,13 nicht mit Sicherheit
'gewährleistet ist. Für das Frequenzband von beispielsweise ± 5 1/o der Frequenz
fo ist praktisch vollkommene Reffexion sichergestellt, und für die angegebenen Wiervon
verschiedenen Frequenzwerte ist wenigstens nahezu der Reflexionsfaktor Null, also
Anpassung, sichergestellt. Diese Charakteristik läßt sich mit einer zweikreisigen
Bandsperre in der Regel noch erreichen. Mit einer mehrkreisigen, beispielsweise
dreikreisigen Bandsperre ist sie bereits mit Sicherheit erfüllbar.
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Die Wirkungsweise einer so gestalteten und bemessenen erfindungsgemäßen.
frequenzselektiven Einrichtung kann man sich wie folgt vorstellen. Bei Einspeisung
von Hochfrequenzenergie mit der Frequenz f. in den Anschluß a breitet sich diese
zunächst wegen der MB-Eigenschaften zu gleichen Teilen in die Anschlüsse c und
d aus. Dort wird die Hochfrequenzenergie mit der Frequenz f. wegen
der Bandsperren total reflektiert. Die an 2 und 3 reflektierten praktisch
betragsgleichen Energieanteile überlagem sich im Anschluß b gleichphasig,
so daß praktisch die gesamte Energie mit der Frequenz f. über den Anschluß
b in den Verbraucher bzw. passiven Frequenzverdreifacher eingespeist wird.
Soweit die vorstehend angegebenen, von fo verschiedenen Frequenzen energiemäßig
vom Frequenzverdreifacher her in den Anschluß b eingespeist werden, gelangen
sie zunächst unter Aufteilung in zwei näherungsweise gleiche Energieanteile in die
Anschlüsse c und d und über die für diese Frequenzen gut durchlässigen Band-,
sperren 2 und 3 zu den Absorberwiderständen 4, 5.
Dort werden
diese Energieanteile praktisch vollkommen vernichtet. Diese störenden Energieanteile
können daher nicht mehr zum Anschluß a und der Hochfrequenzquelle gelangen. Die
gleiche Wirkung ist für in der Frequenz von f,) verschiedene Energieanteile gegeben,
die in den Anschluß a eingespeist werden. Von Interesse ist in diesem Zusammenhang
noch, daß die MB-Forderung an- dem Gabelübertrager 1 bzw. Richtungskoppler
1 nur innerhalb eines relativ engen Frequenzbereiches um die Frequenz fo
erfüllt sein muß. Die Breite dieses Frequenzbandes ist bestimmt durch die vorgegebene
Forderung nach Zulässigkeit einer Änderung des Frequenzwertes von beispielsweise
±5 oder 101/o.