DE1293265B - Dioden-Phasenschieber - Google Patents
Dioden-PhasenschieberInfo
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- DE1293265B DE1293265B DEC44573A DEC0044573A DE1293265B DE 1293265 B DE1293265 B DE 1293265B DE C44573 A DEC44573 A DE C44573A DE C0044573 A DEC0044573 A DE C0044573A DE 1293265 B DE1293265 B DE 1293265B
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/18—Phase-shifters
- H01P1/185—Phase-shifters using a diode or a gas filled discharge tube
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
1 2
Die Erfindung betrifft einen gequantelten Dioden- einen einzigen oder mehrere Quantelungsschritte bei
Phasenschieber, dessen Phasenverschiebungs-Fre- der Phasenverschiebung verfügen will,
quenzlinie in einem bestimmten Durchlaßbereich im Die Arbeitsweise einer Phasenschiebergruppe läßt
Bereich der bei der elektromagnetischen Demodula- sich besser an Hand der Fig. 2a und 2b einerseits
tion verwendeten Frequenzen konstant ist. 5 sowie F i g. 3 a und 3 b andererseits erläutern, welche
Bekannte gequantelte Dioden-Phasenschieber mit jeweils die Ersatzschaltbilder einer Anordnung
Umschaltung weisen allgemein eine nicht vernach- wiedergeben, wenn die Diode leitet und wenn sie
lässigbare Phasenänderung als Funktion der Fre- gesperrt ist.
quenz auf. Der einzige Phasenschieber, dessen Im ersten Fall ist die Diode äquivalent einem
Phasenverschiebung in einem Frequenzband kon- io Widerstandr,· und ist in Reihe mit dem Kondensa-
stant bleibt, ist ein reziproker, in Reflexion arbei- tor Q geschaltet (Fig. 2a). Die Abzweigung ist in
tender Phasenschieber, welcher Transformatoren in diesem Falle gleich einer hohen Impedanz parallel
Leitungen aufweist, welche aus demselben eine platz- zum Kondensator, und die Anordnung ist äquivalent
raubende Vorrichtung machen und den Durchlaß- mit dem in Fig. 2b gezeigten Schema, d.h. mit
bereich begrenzen. 15 einem einfachen Kondensator C.
Der erfindungsgemäße Phasenschieber arbeitet im Im zweiten Fall ist die Diode gleichwertig mit
Gegensatz dazu in Transmission und weist lediglich einem Kondensator Γ,·, welcher in Reihe mit dem
Dioden, Kondensatoren und Koaxialleitungen auf, Kondensator C1 liegt, und mit der der Abzweigung
wobei diese Elemente derart zu Gruppen zusammen- äquivalenten Impedanz, welche durch die Spulen 1L
gefaßt sind, daß der Veränderungsgrad der Suszep- ao lb, lc wiedergegeben ist. Außerdem muß der Kontanz
jeder Gruppe mit der Frequenz der gleiche ist, densator d in die Überlegung einbezogen werden,
unabhängig davon, ob die Dioden einer Gruppe Die Anordnung ist dem in F i g. 3 b dargestellten
leitend oder gesperrt sind. Parallelresonanzkreis gleichwertig, welcher parallel
An Hand der Figuren wird die Erfindung bei- eine Spule L' und einen Kondensator C" enthält,
spielsweise näher erläutert. Es zeigt 25 Je nachdem, ob die Diode leitend oder gesperrt
Fig. 1 eine Grundschaltung eines erfindungs- ist, entspricht die Anordnung E1 ; einer anderen Schalgemäßen Phasenschiebers, tung und erzeugt daher eine unterschiedliche
Fig. 2a, 2b, 3a, 3b erläuternde Schaltskizzen, Phasenverschiebung.
Fig. 4 und 5 eine Ausführungsform der Erfin- Die Umschaltung der Diode verändert die Suszep-
dung und 30 tanz der Leitung und ruft daher einen Unter-
Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Er- schiedΔψι der Phasenverschiebung hervor,
findung. Unerwünschte Elemente können diese Ersatz-
Der Phasenschieber in der koaxialen Übertra- Schaltbilder (Spulen) komplizieren. Die Form der
gungsleitungJL weist erfindungsgemäß im wesent- Schaltungen ist so festzulegen, daß sie vernachlässig-
lichen η Gruppen oder Zellen G1, G2... Gn auf (wo- 35 bar werden oder kompensiert werden. In jedem Fall
bei η eine ganze Zahl ist), deren jede mindestens ändert ihre Anwesenheit die Arbeitsweise nicht,
zwei gleiche Anordnungen enthält. Jede Gruppe Im ersten Fall (leitende Diode) ist die durch den
oder Zelle besteht aus einer pin-Diode£>; (J=1, parallelen Kreis hervorgerufene Phasenverschie-
2 ... p), wobei ρ die Anzahl der Anordnungen in bung Φχ einfach durch den Kondensator Q und den
einer Gruppe und unter Umständen in den verschie- 40 Widerstand rt definiert.
denen Gruppen unterschiedlich ist, in Reihe mit Im zweiten Fall ist die Phasenverschiebung Φ die
einem Kondensator C1-, welcher parallel zwischen den auf einem Parallelresonanzkreis beruhende Phaseninneren
LeItCrL1 und den äußeren Leiter L2 der verschiebung, welcher durch den Wellenwiderstand
Leitung L geschaltet ist, und aus einer parallel- der Leitung L belastet ist. Die Funktion Φ2 (F), wogeschalteten
Abzweigung S1, wobei Einrichtungen M 45 bei F die Frequenz ist, ist genau eine Funktion der
vorgesehen sind, um die Dioden der gleichen Gruppe Form arc tg, deren Eigenschaften durch diejenigen
gleichzeitig zu sperren oder leitend zu machen. Die der verschiedenen Elemente, die elektrischen Werte
Gruppen sind voneinander unabhängig. und die geometrische Anordnung bestimmt sind. Was
Um die Figur nicht zu überladen, sind nur drei insbesondere die letztere betrifft, so kann man es einGruppen
G1, G2, G3 dargestellt, und es werden zwei 50 richten, daß in der Umgebung von jF0, dem Mittel-Anordnungen
E1 je Gruppe angenommen. Es ist tat- wert des brauchbaren Durchlaßbereiches, diese
sächlich wesentliche daß jede Gruppe aus mindestens Charakteristik genau die gleiche Steigung hat wie
zwei Anordnungen besteht, damit sich die Beiträge diejenige des Kreises mit der leitenden Diode. Darder
stehenden Wellen der elementaren Phasen- aus ergibt sich schieber gegenseitig im Inneren einer Gruppe auf- 55 Α(Φ) Λ (Φ)
heben können. In der Praxis liegt ρ zwischen 2 — τ? # — jr
und 4. Die EinrichtungenM, welche keinen Teil der ^F AF
vorliegenden Erfindung darstellen, weisen in bekannter Weise z. B. eine elektrische Spannungsquelle und und für den Unterschied der Phasenverschiebung:
einen automatisch oder von Hand gesteuerten Ver- 60
teiler mit η Ausgängen auf, welche mit den η Gruppen λ(φ — φ\
gekoppelt sind. Solche Einrichtungen werden — e·— # 0
> gleichermaßen für die Steuerung von gequantelten ^ Dioden-Phasenschiebern bekannter Bauweise verwendet
und werden daher nicht ausführlich be- 65 d. h., man erhält einen Unterschied der Phasenverschrieben.
Schiebung, welcher von der Frequenz unabhängig ist. Die Bestandteile der verschiedenen Gruppen sind Fig. 4 und 5 zeigen einen Längsschnitt bzw.
gleichartig oder nicht, je nachdem, ob man über Querschnitt einer Ausführungsform des erfindungs-
gemäßen Phasenschiebers. In diesen Figuren ist eine einzige Zelle mit zwei Elementen dargestellt, wobei
alle Zellen mit einer gleichen Anzahl von Anordnungen/?
und mit gleichen Eigenschaften der Elemente aufgebaut sind.
L1 und L2 bezeichnen jeweils den Innen- bzw.
Außenleiter der Koaxialleitung L.
Der feste Kondensator wird vom dielektrischen Element 2 und einem ersten Belag yx, welcher direkt
mit der Diode D1 verbunden ist, sowie einem zweiten
Belag gebildet, welcher aus dem Innenleiter L1 selbst besteht, wobei der Belag J1 mit dem Innenleiter 6
der Abzweigung gekoppelt ist, welche mit dem Kurzschluß 9 einerseits und dem Leiter 3 und dem unter
Umständen mit Kühlrippen versehenen Leiter 11 andererseits den Speisekreis der Diode bildet, welcher
mit der Einrichtung M gekoppelt ist.
Die Abzweigung, welche andererseits den äußeren Leiter 8 aufweist, ist durch den Kurzschlußstöpsel 9
geschlossen, dessen Lage derart einstellbar ist, daß ao
die Abzweigung mit einer kurzgeschlossenen Koaxialleitung veränderlicher Länge je nach den verwendeten
Elementen und dem Anwendungsgebiet gleichwertig ist und den Wert -j- annehmen kann.
Mit 10 und 7 sind ein isolierender Abschluß und ein isolierender Zylinder bezeichnet, welche die Isolierung
der Diodenspeisung von der durch den Außenleiter L2 des Wellenleiters dargestellten Masse
gewährleisten.
Der Speiseleiter 3 und der Isolator 7 bilden Innenleiter und Dielektrikum einer offenen Koaxialleitung,
deren Außenleiter bei 12 dargestellt ist, wobei diese offene Leitung mit niedriger Impedanz und einer
λ
elektrischen Länge gleich -j die Ausschließung von
Höchstfrequenzströmen gewährleistet.
Es kann auch jede andere Anordnung mit oder ohne Höchstfrequenzfalle angewendet werden.
F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform mit einer aus Dreibandelementen
bestehenden Leitung L, welche beispielsweise durch Lichtdruck hergestellt ist. Bei dieser Ausführungsform liegt der Teil der Diode, welcher auf der Seite
des Außenkörpers der Leitung L' angeordnet ist, »an Masse«.
L1', D1, J1, S/ bezeichnen in gleicher Weise den
Innenleiter, der Übertragungsleitung, die Diode, den auf der Seite der Diode gelegenen Belag des Kondensators
und die Abzweigung. Aber hier ist die Kappe der Diode mit einem der Außenleiter, und
zwar L2' der aus Dreibandelementen bestehenden
Leitung, verbunden, wobei der andere Außenleiter bei L2" dargestellt ist. Mit ev e2 und e2' sind jeweils
die dielektrische Schicht, auf welcher der Innen-IeItCrL1'
aufgedruckt ist, und die zwei anderen dielektrischen Schichten der Leitung bezeichnet, wobei
die Schicht O1 gleichermaßen das Dielektrikum
des Kondensators darstellt.
Der zweite Anschluß der Diode wird sodann durch den ebenfalls durch Lichtdruck hergestellten
Leiter 6' gebildet, welcher mit dem Belag y( verbunden ist und den Innenleiter eines Leitungs- oder
Abzweigungselements S1 darstellt.
Es kann gleichermaßen eine Höchstfrequenzfalle am Ende der Abzweigung S1 vorgesehen werden.
Wenn die Diode umgekehrt polarisiert ist, wird die Anordnung entsprechend gewählt. Der Zwischenraum
d zwischen den zwei Anordnungen einer Gruppe wird so eingestellt, daß die Ausbildung von
stehenden Wellen in direkter Polarisation vermieden wird. Der Abstand hängt von der Anzahl der Anordnungen
und von deren Eigenschaften ab.
Bei ρ=2 und einer elementaren Phasenverschiebung
von ~ je Gruppe beträgt der Abstand beispielsweise -g-. Bei ρ = 3 und einer elementaren
Phasenverschiebung von 1,5 im Bogenmaß beträgt der Abstand -j-.
Der Abstand zwischen zwei Gruppen (Abstand Δ in Fig. 1) ist unabhängig vom Abstand der Anordnungen.
Er ist im wesentlichen eine Funktion der gewählten Ausführungsform, und zur Verminderung
des Platzbedarfs kann sogar die erste Anordnung einer Gruppe in die gleiche Querebene gelegt werden
wie die letzte Anordnung der vorangehenden Gruppe.
Insbesondere wird festgestellt, daß der Erfindungsgedanke auf alle TEM-Leitungen anwendbar ist, ob
nun diese Koaxialleitungen mit kreisförmigen, quadratischen, rechteckigen, gemischten, konzentrischen
oder exzentrischen Querschnitten sind oder in der Form von Dreibandelementen mit verteilten Konstanten
vorliegen oder nicht, oder er ist auch anwendbar auf Leitungen mit einer gemischten Fortpflanzungsart,
welche in der internationalen Literatur als »Mikrobandleitungen« bezeichnet werden,
wobei das Wesentliche in der Verwendung einer parallelgeschalteten Abzweigung und mindestens zwei
Anordnungen je Gruppe liegt.
Claims (4)
1. Gequantelter Phasenschieber in einer koaxialen Übertragungsleitung (Wellenleiter oder Dreibandelemente)
mit parallel zu der Leitung geschalteten Anordnungen, deren jede eine Diode in Reihe mit einem Kondensator aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß zur frequenzunabhängigen Phasenverschiebung von elektromagnetischen
Wellen in einem gegebenen Frequenzband jede Anordnung eine Abzweigung (S1, S2...) in parallelem Kurzschluß aufweist,
welche den gleichen Grad der Änderung der Suszeptanz als Funktion der Frequenz unabhängig
vom Zustand der Diode gewährleistet, und daß die Anordnungen zu Gruppen (G1, G2...)
zusammengefaßt sind, von welchen jede mindestens zwei Anordnungen umfaßt, so daß die
Ausbildung von stehenden Wellen vermieden wird, wobei die Anzahl der Anordnungen je
Gruppe von Gruppe zu Gruppe verschieden sein kann.
2. Phasenschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (6) und der
Kurzschlußstöpsel (9) der Abzweigung (S) einen der Speiseanschlüsse der Diode bilden und der
andere Anschluß (3) der Diode mit dem Außenleiter (L2) der Leitung einen Kreis zur Ausschließung
von Höchstfrequenzströmen bildet.
3. Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Beläge
des Kondensators vom Innenleiter (L1) der Leitung gebildet ist.
4. Phasenschieber nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden
der Diode mit dem Außenleiter der Leitung und das andere Ende mit einem nicht mit dem
Innenleiter der Leitung gekoppelten Belag des Kondensators gekoppelt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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FR94348A FR1517970A (fr) | 1967-02-09 | 1967-02-09 | Déphaseur à diodes |
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Family Applications (1)
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Non-Patent Citations (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |