DE1242718B

DE1242718B - Anordnung zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen

Info

Publication number: DE1242718B
Application number: DE1962T0022327
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulrich Weber
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1962-06-20
Publication date: 1967-06-22

Description

Anordnung zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen mittels Kondensatorentladung mit einer Regeleinrichtung, die bewegliche Kontakte in einem festgelegten mittleren Abstand voneinander hält.
Zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen sind bereits eine ganze Reihe von Konstruktionen bekanntgeworden (vgl. deutsche Patentschrift 880 899 und französische Patentschrift 1 192752), die mit feststehenden Elektroden arbeiten, über die nach Erreichen einer bestimmten Durchschlagsspannung die Entladung des Kondensators in periodischer oder quasiperiodischer Weise erfolgt. Nachteilig ist bei diesen Einrichtungen jedoch der Umstand, daß die Länge der Entladestrecke, d. h. also der Abstand der Elektroden voneinander, sehr genau, gegebenenfalls bis auf 10-s cm, eingestellt werden muß, wobei noch eine weitere Erschwerung dadurch eintritt, daß sich die Elektrodenoberflächen durch Abbrand oder Materialtransport während der Entladung verändern, so daß der Elektrodenabstand immer wieder hergestellt werden muß. Vorrichtungen, deren Elektroden sich von Hand oder durch Motorkraft in axialer Richtung verschieben lassen, sind weiter aus der Zeitschrift »Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, November 1938, S. 162, aus der österreichischen Patentschrift 68 445, der französischen Patentschrift 443 098 und der USA.-Patentschrift 1 531 378 bekannt. Die britische Patentschrift 811040 und die USA.-Patentschrift 1 533 502 beschreiben schließlich Vorrichtungen, bei denen sich während des Betriebs der Entladestrecke ein vorher festgelegter mittlerer Elektrodenabstand mehr oder weniger selbständig aufrechterhält oder stets von neuem einstellt. Gemäß der britischen Patentschrift 811040 wird dies durch eine federnde Lagerung der einen Elektrode erreicht, die Schwingungen in Richtung auf die zweite feststehende Elektrode ausführen kann, so daß alle Elektrodenabstände unterhalb eines fest vorgegebenen Maximalwerts im Laufe einer Schwingung zweimal erreicht werden; Die Vorrichtung der USA.-Patentschrift 1 533 502 arbeitet mit Elektrodenpaaren, von denen jeweils ein Partner feststehend angeordnet ist, während der zweite auf einer rotierenden Scheibe angebracht ist. Bei dieser Vorrichtung werden also alle Elektrodenabstände zwischen einem vorgebbaren Mindestwert bei unmittelbarem Gegenüberstehen der rotierenden und der feststehenden Elektrode und einem maximalen Elektrodenabstand, der durch die jeweils angelegte Spannung bestimmt wird, während des Umlaufs der rotierenden Elektroden zweimal durchlaufen.
Alle diese vorbekannten Vorrichtungen bieten zwar die Möglichkeit, einen bestimmten gewünschten Elektrodenabstand aufrechtzuerhalten bzw. neu einzustellen, sie befriedigen jedoch nicht hinsichtlich der abstrahlbaren Impulsleitung, die für viele Anwendungszwecke nicht ausreichend ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen anzugeben, die sich durch eine wesentlich höhere abstrahlbare Impulsleistung von den bisher bekannten Vorrichtungen abhebt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Steuerung für die Entladespannung Uz und den Momentanwert des Kontaktabstandes z11 mit einer Kennlinie, die beiden Größen eine Geschwindigkeitsänderung aufprägt, die zu einer Verschiebung des Arbeitspunktes in das Gebiet oberhalb der Paschenkurve U2=f(S 1) führt.
Ausgangspunkt der Erfindung ist dabei zum einen die Tatsache, daß die abgestrahlte Impulsleistung von der eingespeisten Energie abhängt, die sich wiederum aus der Entladespannung Uz der Kontaktstrecke und der Kapazität C des zu entladenden Kondensators errechnen läßt. Die Entladespannung ihrerseits ist eine Funktion des Kontaktabstandes A 1. Außerdem hängt die abgestrahlte Impulsleistung noch von dem Widerstand der Entladestrecke ab, der naturgemäß mit wachsendem Kontaktabstand ansteigt. Damit ergibt sich für jede bestimmte Impulsfrequenz ein Optimalwert für den Kontaktabstand bzw. für die Entladespannung, bei dem das Verhältnis von abgestrahlter zu eingespeister Energie am günstigsten wird.
Außerdem hat es sich zum anderen gezeigt, daß sich die abstrahlbare Impulsleistung dadurch wesentlich steigern läßt, daß man den Arbeitspunkt in das an sich instabile Gebiet oberhalb der nach dem Paschengesetz, entsprechend der anliegenden Figur, verlaufenden Kurve U2 = f(A) verschiebt.
Diese Verschiebung wird dadurch erreicht, daß man die Entladungsspannung Uz unmittelbar vor dem Einsetzen der Entladung sprunghaft steigert und den Kontaktabstand 41 im gleichen Zeitpunkt sprunghaft verkleinert. Für die sprunghafte Steigerung von Uz kann man beispielsweise der eigentlichen Entladestrecke eine Funkenstrecke vorschalten, die eine höhere Durchbruchsspannung aufweist, oder man kann eine zusätzliche Wechselspannungspeisung für den Entladekondensator vorsehen. Eine sprunghafte Verkleinerung von Jl bewirkt man entweder mit mechanischen Mitteln, wie Nockenscheiben od. dgl., oder durch einen elektromechanischen Antrieb.
Zur Modulation der abgestrahlten Impulsfolge kann man die erfindungsgemäße Anordnung in einfacher Weise noch insofern erweitern, daß man noch eine zusätzliche mit einer Wechselspannung betriebene Steuerung des Kontaktabstandes vorsieht, die Jl im Takt der Modulationsfrequenz zwischen dem OptimalwertJIOp,f und einem Wert llo variiert, bei dem keine Entladung möglich ist. Wählt man für l lo den Wert Null, läßt also die Kontakte miteinander in unmittelbare Berührung kommen, dann erzielt man noch den weiteren Vorteil, daß eine etwa durch die Entladung hervorgerufene Verformung der Kontakte bei ihrem Aufeinanderstoßen rückgängig gemacht wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen mittels Kondensatorentladung mit einer Regeleinrichtung, die bewegliche Kontakte in einem festgelegten mittleren Abstand voneinander hält, gekennzeichnet durch eine Steuerung für die Entladespannung (Uz) und den Momentanwert des Kontaktabstandes (dl) mit einer Kennlinie, die beiden Größen(Uz und 31) eine Geschwindigkeitsänderung aufprägt, die zu einer Verschiebung des Arbeitspunktes in das Gebiet oberhalb der Paschenkurve U,=f(dl) führt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Funkenstrecke, die der eigentlichen Entladestrecke vorgeschaltet ist und in an sich bekannter Weise eine höhere Durchbruchsspannung als diese aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Wechselspannungsquelle, über die eine zusätzliche Speisung des Entladekondensators erfolgen kann.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mechanische oder elektromechanische Mittel zur Verkleinerung des Kontaktabstandes H 1) derart, daß unmittelbar vor Erreichen der Entladespannung (U2) eine sprunghafte Verkleinerung des Kontaktabstandes (Z11) erfolgt.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, mit Wechselspannung betriebene Steuerung des Kontaktabstandes (41).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 421 464, 880 899; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 108 007; österreichische Patentschrift Nr. 68 445; französische Patentschriften Nr. 443 098, 1 192 752; britische Patentschrift Nr. 811 040; USA.-Patentschriften Nr. 1 531 378, 1 533 502; »Hochfrequenztechnik und Elektroakustik«, 1938, H. 5, S. 161 bis 172.