DE1811094U - Hochfrequenz-uebertrager. - Google Patents
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Description
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HoGhfrequenz-Uebertrager Bei bekannten Uebertrager-Syaffemen zur ymmetrierung von yrmetriemng von HochfrequenzleitungenkommenDoppeldrosseln zur Anwendung, welahe us wei nabeneinander gewickelten Leitern bestehen. Diese auf'- ewickelteLeoherleitung verhält sich gegenüber symmetrischen Leiterstrmen wie eine gestreckte Leoherleitung, während bei gleichsinnig fließenden Strömen die Induktivität der Drossel in Erscheinung tritt, so dass diese Ströme weitgehend unterdrückt werden (vgl. Schweizer Patent 233050). Da diese Doppeldrosaeln sich somit analog verhaltenste ideale Transformatoren mit dem Uebersetisungaverhältnis1<1 so kann auch durch usammenachaltung von zwei oder mehreren Spulen ein Transformator-System gebildet werden, dessen Ueberaetisungaverhältnis von 1 abweicht. Bei Serie- sohaltung der Eingänge von z. B. zwei Spulen und gleichzeitiger Parallelschaltung-der Ausgänge erhält man II. B. eine Bpannungstrana- formation von 211 bezwQ eine Impedanzanpasaung von 481 (vgl. Schweizer Patent 257#887). Die Herstellung solcher Spulensysteme verlangt allerdhge besondere Sorgfalt und der Aufwand dieser Anordnungen ist ver- hältnismäwsig gross. Die achtailc dieser bekannten Einrichtungen werden nach der Erfindung-vermieden, indem anstelle der Doppeldrooseln Doppelleitungen zur. Anwendung komBn, die durch Körper hoher Perme. b111tät ge sind. Durch diesen Mantel, der die beiden Leiter gemeinsam umgibt, wi'-d die gegenüber gleiehainnig fliessen den Strömen dieser Leiter wirksame Induktivität wesentlich ver- grBssert. Die GegeninduktiTität swiachen den L. itern. welche ei gegensinnig fliennänden Strömm in Erscheinung tritt wird dadurch-1edòóÄ nicht 1feentltoh Terämiert. Die.. Anordnungen erhaltensich also an&rog wie die oben erwähnten Bppeldr&sseln. Siesind Z, Bu euoh wiede-r zur leitungengeeignet. InFig* 1-18 sind nun einige Auafuhrungabeiapiele und , f" Einzelheiten der neuen Syaiey-Saerne gezeigt) wählend &us Fig. 19-27 einig Anwendungen sur Impedanz-Trantormation ersichtlich sind* Beim Auführungabßiapiel Fig. 1 werden die beiden Leiter EL, H2 durch einen ringförmigen FerritkSrper R geführt. Bei geih <L v. sinnigflieasendenStrSmen on den iR%an%skleBMn, S &a. 4<n Ausgangeklommen 39 4 ist deahalb eine tivität wirkaam, so dasa diese Ströme weitgahRA nterdrakt werden. Bei entgegengesetzter Stromrichtung tn beiden Leitern hoben sich jedoch die im Ring R auttrétenden &1feld. r auf. 80 dass 51 6 dieWirkung dies"Ringle nicht ehr in SreinMng tritt*-* Gemäss Fig* 2 k8n&sn oy <rt&ykg As'iyong aoh mahrre Ferritringe R, Rg tL Tcrga&hn eeint ntll dionsy Biag kann nach Fig< ahtn. rrt&hr X 'TwaduRg'NMn durchwelohen-die beiden Leiter ge : Mhrt /' kommen anstelle deeFßrris amoh endre Materialien in Betr&cht, derenPerzeabilitgts ». üjgtante im Bereieh der ilbertragenen Frequenzengröseer it als l* Die Ringe oder RMh=hen k8nnen auch aus aufgewickelten Drähten oder Bändern er aus zusammen- geschichteten gestanzten Blechen bestehe. Durch das die beiden Leiter umgebende, ~terial hoher Penne$.. bilitätwirdnaturgesRssauchdiebeisymetriachen Strömen 'bei elw » tr ; Laohen Strölnen wirksame Gegeninduktivität. der beiden Lit&r etwaa verrSaaert* "'. < Um Stoßstellen oder Spränge des Wellenwidrstands beimTEin. oderAustritt d$r beiden Leiter z vidn, empfiehlt sieh deshalb Verminderung des gegenseitigen Leiterabetandee innerhalb des Rohres nach Fig.4*MankannßtsttdeMn&uehdie Kap&sit&t durch Einfügen eines entsprechenden Dielektrikums zwischen den Leitern innerhalb des Rohres verçõsent. Durch beide MasiBh- nahmen wird angestrebt. dass dasaVerhältnis L/O der auf die Längeneinheit bezogenen Geßeninduktivität bezw. Kapazität, welches ,". für den Wellenwiderstand massgebend ist, bei den freiliegenden abschnitten der ZeJtung gleich groes ist wie beim i=erhalb des Rohres verlaufenden Abschnitt* Zur Einhaltung der yorgesohriebenen D stanzierung k8nnen die beiden Leiter in ein Xiermaterial S ingebettet werd<mt' dessen Querschnitt zB. ? i% * 5 entspricht, Dar durh. das Xeelier material gebildete Quersteg wischen den Litm tourn innerhalb des Rohres K zur Verklaherung des beanspruchten Quersehnittes undzur. Erhöhung der Kapazität gemäss Fig 6 gefaltet werden. Eine weiter$ Vergrönetrung der wirksamen Kapaaitt zwischen dn Lei ist mdgueb : duroh minbettung in ein. r rosser Bieltizitätakenatante welahsa nach yig. 7 <rS* ruM-den s s rohrest rohree ~ Zur EMßielteog einer mSgliehat hen keiamen Induktivste kanndi6OeffnungdexFeyitkypyaaae&<6ht!d.goer lli , hteekig tisch goins 0*B. in fig. 8 gigtm Quaaat ZurVermeidung unerwünschter Verluetetröme im Perritkörper kann eine eltriahe Absohiranng zwischen den eitern und dem rksamen KnatrNl TOgse&n wrdea In Fig* 9 sind zwe-i rartiga bsohiaMNs wel&he parallel zu dn Iitm verl&uten, durch M, und U2 dargestellt* Eine Vermeidung unerwünschter Ter" lue'ts'trSme im Kerns&teial tat auch möglich durch Längsfugen, die 9 etwa parallel zu den Zeitem verlauf en. In Pigo 10 sind die .. beiden Hälften des lam tktirpers durch eiue Isolierplatte T getrennt. Die beiden Leiter der Anordnung können auch nach der Technik der gedruckten Schaltungen auf einer isolierenden Platte ordnet sein, die z. B. nach Fig. 11 gleichzeitig als Träger eines zweiteiligen Ferritktlrpera dient. Zur Verminderung des magnetischen Widerstandes können in der Isolierplatte T gemäss Fig. 12 auch Längaaohlitse vorgesehen werden, welche dem Ferrit- körper Kl entsprochen, 60 dass der magnetische Kreis über eine zusätzliche Ferritplatte K2 fugenlos gesohlossen ist. Anstelle der gexeigten/auf einem Iso3. iertra. ger parallel nebeneinander verlaufenden bandf rmigen Leiter koassen auch A. ordnungenin Betrah nea. die <sid$n Reiter jEL S <Mtf beiden Seinen des Xadieräere TeTl&tifa'n, ie es in Fig. 13 gezeigt 1st* Auoh hier eind is Träger T Lägeehlite N vorgesehen . ur Verm1nderu. ng be~., Veidu-ng des Abstandes bischen den Ferritkõrpern er 112 Für die durch den rritrpar geführte Doppelleitung kann einErsataacaltbi saöh Fig 14 angegeben werden. Die eyrnme- frisch,d<h in leiden Leitern geensinnig fliessenden Ströme werden durch einen idealen Transformator TR von den Eingangs- klemmen 1. 2 zu dn Augangaklemmell'.. 4 übertrafen. Gegenüber denummmetrischen, d in beiden Leitern gleichsinnig fliessen- .. denStrSmen iet dargegen iafolge des die Leiter umsohliessenden Ferritkõrpers eine große InduktiVität wirksam, welche durch die Drossel DR angedeutet ist. Bei genügender Permeabilität mnd Iänge des'erritrohree 1st diese Induktivität so grosa dass man die Drossel DR ist ErsatzsohaltbiM weglassen kann. Die Anordnung entspricht dann einem idealen Breitbendübertrager TRy der die unsymmetrischen Str8 ! M praktieoh vollständig unterdruckt. Die elektrieohe Laufzeit dar Einrichtung ist durch die Leitung Bi, H2 im Ersatzbild nachgebildet. Wenn die elektrische Länge der Leitung mit 1/4 Wellenlänge bereintiBsst e smen die bekannten Traneformationseigen- schaffen einar</4LitKg a : uetande, dh* ee wird eine Anpassung a : wiace 4en an A6n Eingangß bezw AusgangsKlemmen angeschlossenen I<ttM : @n 2 bzwt 2 ermöglicht, falls der Wellenwideretand 2 derpplleitung : mit dem geometrischen Mittel der anzupassenden , wiaeitständ » Zi#-Z2 übereinstimmtt Z2 m Z, * Z : 24, t 0 Bi'NMißtB. praktischen Anwendungen kann edoon auf die I. d Bppmg it meist kleiner als. \/4* In dieeem Falle t 4 n/4* In aiegem eTcy Wllawidrsand der Doppelleitung den an den Enden y m wirksaaan ImpedsoMen <ntapr9öhenp Bei genSend Tey tiun gwngt ea w$nn der Mittelwert das Wellenwider- I - Mit Rücksicht auf die Unterdrückung unsymmetrischer Ströme ist z. B. Erdung einer Ausgangsklemme gemäss Fig. 15 ohne Rückwirkung auf die Eingangsklemme zulässig. Aus dem gleichen Grunde kann auch gleichzeitig der eine Leiter auf der Eingangsseite und der andere Leiter auf der Ausgangsseite an Erde oder an ein bestimmte gemeinsames Potential gelegt werden entsprechend Fig. 16.
- Schließlich ist nach Fig. 17 auch Uebergang von den einseitig geerdeten Eingangsklemmen 1, 2 auf die gegenüber Erdpotential symmetrisch liegenden Ausgangsklemmen 5, 4 möglich, da die Spannung zwischen 5-3 wie auch die Spannung zwischen 3-4 gleich ist wie die Spannung zwischen den Eingangsklemmen 1-2.
- In Fig. 18 ist eine Anwendung der neuen Anordnung zum Uebergang von einer symmetrischen Leitung (bei 1, 2 angeschlossen) auf eine Koaxialleitung (bei 3, 4 angeschlossen) gezeigt. Die beiden Leiter H1, H2 werden dabei wieder durch einen Ferritkörper geführt, der zweokmässig innerhalb des Mantels P der Koaxialleitung angebracht ist. Die beiden Leiter sind dabei direkt mit dem Mittelleiter Q bezw. dem Mantel P der Koaxialleitung verbunden.
- Durch Zusammenschaltung von zwei oder mehreren Doppelleitung-Anordnungen der beschriebenen Art können nun auch Transformationssysteme gebildet werden, deren Uebersetzungsverhältnis von 1 abweicht. Da bei zweckmässiger Dimensionierung die Induktivität von DR im Ersatzschaltbild vernachlässigbar gross ist, dürfen die Eingänge von z. B. zwei Zweileiter-Anordnungen in Serie und die Ausgänge gleichzeitig parallel geschaltet werden, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist. Die eingangsseitige Verbindungsleitung zwischen beiden Anordnungen liegt dabei naturgemäss auf einem. Mittelpotential zwischen den Potentialen der Eingangsklemmen l, 2.
- Sie kann nötigenfalls auf eine weitere Klemme 0 herausgeführt werden, wie dies in Fig. 19 gestrichelt dargestellt ist. Die Zusammenschaltung der beiden Zweileiter-Anordnungen nach Fig. 19 ergibt eine Spannungstransformation mit dem Uebersetzungsverhältnis 2 : 1 bezw. eine Impedanztransformation im Verhältnis 4 : 1. In analoger Weise ist aber auch Parallelschaltung auf der Eingangsseite und Seriesohaltung auf der Ausgangsseite der beiden Zweileiter-Anordnungen möglich.
- Auch bei diesen Zusammenschaltungen ist durch die Längsinduktivität der Zweileiter-Anordnungen eine weitgehende Trennung zwischen Eingangs-und Ausgangspotential der einzelnen Klemmen gewährleistet, dh. es kann z. B. eine beliebige Eingangsklemme und gleichzeitig auoh eine beliebige Ausgangsklemme geerdet werden. Stattdessen ist aber auch direkte leitende Verbindung zwischen je einer Eingangs-und Ausgangsklemme zulässig. So kann z. Bs zwischen den Klemmen 2 und 8 in Fig. 19 eine direkte Verbindung vorgesehen werden. In diesem Falle darf nun der symmetrierende Kern Kp der unteren Zweileiter-Anordnung weggelassen werdent weil ja die Enden der unteren Leitung nun auf gleichem Potential liegen, und weil zudem auch die Summe der Ströme in dieser Leitung gleich 0 bleiben muss, da die Ströme der oberen Doppelleitung wegen der Wirkung des Ferritkorpers Kl entgegengesetzt gleich sind. Man kommt so zu einer vereinfachten Anordnung mit nur einer durch Ferritrohr K1 geleiteten Doppelleitung nach Fig. 20. Dabei bestehen die gleichen Transformationsverhältnisse zwischen den Eingangsklemmen 1, 2 und den Ausgangsklemmen 7, 8, wie bei Fig. 19, wobei aber die Klemmen 2 und 8 auf gleichem Potential liegen.
- Durch Serie/Parallelschaltung von 3 Doppelleiter-Anordnungen mit den Ferritkernen K.., K2 K erhält man eine Einrichtung nach Fig. 21. Dabei sind z. B. die Leitungsanfänge parallel-und die Leitungsenden in Serie geschaltet, sodass eine Spannungstranstormation im Verhältnis 1:3 zustande kommt. Durch Serie/parallel-
schaltung von n Doppelleiter-Anordnungen mit Ferritrohr können schaltun, & - Auch bei solchen zusammenschaltungen von mehreren Doppelleiter-Anordnungen kann der Ferritkern einer einzelnen Doppelleitung weggelassen werden, wenn die Enden dieser Leitung auf gleichem Potential liegen. Bei der Schaltung nach Fig. 21 kann deshalb z. B. der Ferritkörper K2 der mittleren Doppelleitung
wegfallen, wenn sowohl die Eingangsklemmen l, 2 als auch die - Wenn die elektrische Laufzeit der einzelnen Doppelleitung-Anordnungen nicht vernachlässigbar klein ist, so ist auch im Ersatzschaltbild Fig. 14 eine entsprechende Laufzeit zu berücksichtigen, wie dies durch die Leitungen H-,, 12 entsprechender Länge angedeutet ist. Zur Vermeidung unerwünschter Phasenfehler bei der Serie/Parallelschaltung muss dann dafür gesorgt werden, dass die elektrischen Laufzeiten der einzelnen Zweileiter-Anordnungen einander gleich sind. Dies ist auf einfache Weise durch gleiche geometrische Ausführung dieser Anordnungen zu erreichen. Auch bei Weglassung einzelner Ferritkörper, wie dies in Fig. 20 und andeutungsweise in Figo 21 gezeigt ist, soll natürlich die elektrische Länge der vom Ferritkörper befreiten Doppelleitung mit der elektrischen Länge der übrigen Doppelleitungen genau übereinstimmen.
- Bei höheren Frequenzen, d. h. wenn Gegeninduktivität und Kapazität wie auch die elektrische Länge der Doppelleitungen nicht mehr vernachlässigbar klein sind, muss bei Zusammenschaltung derselben berücksichtigt werden dass jede Doppelleitung einen bestimmten Wellenwiderstand Zo aufweist. Zur Gewährleistung einer einwandfreien elektrischen Anpassung soll dieser Wellen-
widerstand möglichst folgenden Bedingungen genügen : 1'o Z2= Z0/n- Dabei ist durch Z1 die Impedanz des bei den seriegeschalteten Klemmen angeschlossenen äusseren Systems bezeichnet, durch Z2 die Impedanz des bei den parallelgeschalteten Klemmen ange- schlossenen äusseren Systems dargestellt. Es gilt also die Bedingung Andererseits gilt bekanntlich für den Wellenwiderstand wobei mit L die Gegeninduktivität und mit C die Kapazität zwischen den Leitern einer Doppelleiter-Anordnung bezeichnet ist. Bei sehr hohen Frequenzen soll diese letztere Bedingung sowohl für die freiliegenden Teile der Doppelleitung (durch- Index 1 gekennzeichnet) als auch für den innerhalb des Ferrit- körpers verlaufenden Teil (durch Index 2 gekennzeichnet) erfüllt sein : Zur Erzielung grösserer Uebersetzungsverhltnisse kann die beschriebene Serie/Parallelschaltung auch mehrfach zur Anwendung kommen, wie dies in Fig. 22 in einem Beispiel gezeigt ist. Die beiden Zweileiter-Anordnungen mit den Kernen KJ., K2 ergeben dabei zunächst eine Spannungstransformation von 1 : 2. Die beiden weiteren Anordnungen mit den Kernen K 39 K4 ergeben nochmalige Spannungstransformation im Verhältnis 1 : 2, sodass ein Gesamt- Uebersetzungsverhältnis der Spannungen von 1 : 4 erzielt wird. Eine erste Gruppe von n-.-Doppelleiter-Anordnungen in Serie/Parallel- schaltung ergibt bei Verbindung mit einer zweiten Gruppe von n2- Doppelleitungen in Serie/Parallelschaltung ein Gesamt-Spannungs- Uebersetzungsverhãltnis von l (nL*n2) ; Bei solchen Anordnungen erhält man für die Wellenwiderstände Zol bezw. Z p dieser - Auch bei mehrfacher Anwendung der Serie/Parallelschaltung können
einzelne Kerne weggelassen werden wenn die betreffenden Leiter - Bei den zur Zusammenschaltung vorgesehenen Doppelleiter-Anordnungen empfiehlt sich Verwendung von Perritkorpem mit rechteckigem Querschnitt, sodass dieselben nach Fig. 23 übereinander angeordnet werden können. Man kann aber auch einen gemeinsamen Ferritkörper mit mehreren Oeffnungen verwenden, durch welche die einzelnen Doppelleitungen z. B. entsprechend dem in Fig. 24 gezeigten Querschnitt geführt sind.
- In Fig. 25 ist an einem Beispiel gezeigt, wie die in einem bandförmigen Isolierkörper geführten Doppelleitungen zweckmässig durch die Oeffnungen eines Ferritkörpers gezogen und mit den Eingangs-und Ausgangsklemmen verbunden werden. Die bei den Klemmen 1, 2 beginnende Doppelleitung wird durch die untere
Oeffnung des Ferritkörpers gezogen auf der anderen Seite dieses Körpers zur Verbindung mit den Ausgangsklemmen : 4 teilweise 'I aufgetrennt und dann nach Verdrehung um 1800 derart durch die obere Oeffnung zurückgezogen, dass der bei Klemme 1 beginnende Leiter bei Klemme 2 endigte während der bei Klemme 2 beginnende - Zur leichteren Montage der durch mehrere Oeffnungen eines Ferritkörpers geführten Doppelleitungen kann dieser Ferritkörper in zwei Hälften geteilt werden, wobei die Trennfläche durch die einzelnen Oeffnungen verläuft. Die Leitungen können dann bei aufgeteilte Ferritkörper leicht in die entsprechenden Nuten gelegt werden. Zur Vermeidung von Verlust strömen kann auch hier nötigenfalls eine Isolierfolie T in die Trennfuge gelegt werden, wie dies bereits anhand von Fig. 10 gezeigt wurde.
- Man kann auch bei zusammengeschalteten Anordnungen die Technik der gedruckten Schaltungen anwenden unter sinngemässer Beachtung der anhand von Fig. 11 - 13 erläuterten Einzelheiten.
- In Fig. 26 z. B. ist ein System mit drei serie/parallelgeschalteten
Zweileiter-Anordnungen H 2 lt H2 29 H 3 19 H3 2 bezw. H4 19 H4 2 - Die zur Serie/Parallelschaltung erforderliche Verbindung zwischen den einzelnen bandförmigen Leitern ist in Fig. 27 gezeigt, wobei die über den Träger T verlaufenden Leiter jeweils ausgezogen und die darunter verlaufenden Leiter gestrichelt gezeichnet sind.
- Weitere Anwendungen der Doppelleiter-Anordnungen zur S ! ymmetrierung sind nun noch in Fig. 28 und 29 gezeigt.
- Bei der Anordnung nach Figo 28 sind zwei Doppelleitungen eingangsseitig und ausgangsseitig in Serie geschaltet. Die beiden durch die Ferritkörper Kl bezw. K2 geführten Doppelleitungen können im Ersatzschaltbild durch normale Transformatoren ersetzt werden.
Daraus ist leicht zu erkennen, dass die auf die Klemmen 0 bezw. 10 - Falls galvanische Trennung zwischen den Eingangsklemmen und den Ausgangsklemmen verlangt ist, so empfiehlt sich eine Anordnung nach Fig. 29. Auch hier können die Doppelleiter-Anordnungen im Ersatzschaltbild durch normale Transformatoren ersetzt werden und man erkennt dann leicht, dass die zu den Klemmen 0 bezw. 10 herausgeführten Verbindungsleitungen wieder eine einfache Symmetrierung ergeben.
- Besondere Vereinfachungen und z. T. auch weitere Anwendungamöglichkeiten ergeben sich, wenn die elektrische Länge der Doppelleitungen gegenüber 1/4 Wellenlänge klein ist, soda die Laufzeit bezw. die Phasendrehung vernachlässigt werden darf.
- Fig. 30 zeigt zunächst im Ersatzschaltbild eine Schaltung zur Spannungstransformation im Verhältnis 2:1 mit dem Transformator TR.
- Ersatz dieses Transformators durch die Doppelleiter-Anordnung mit dem Ferritkorper K ergibt die verhältnismässig einfache
Einrichtungnach Fig. * 31t welche ebenfalls eine Spannungstrans- formationim Verhältnis 2<1 zwischen den Eingangsklemmen 1, 2 und den Ausgangsklemmen 3t ergibt. Durch Zusammensohaltung von zweiUebertrager-Systemen nach Figt 30 bezw. 31 in syme-trisclier Anordnungerhält man ein Ersatzschaltbild nach Fig. 32 bezw, die Irebertrager-Sebalt=g nach Fig. 33. Die Mittelleitung kann nöti- genfalls wieder auf die Klemmen 0 bezw. 10 herausgeführt werden, Durch Kaskadenschaltung mehrerer Transformatoren Tut TR, Td zusätzliche Verbindungsleitungen VI'V2'V ; kann gess Ersatzschaltbild Fig. 4 eine Anhebung des an Klemme 1 gegenüber Klemme 2 auftretenden Eingangspotentials auf das n-flache erfolgen womit eine Transformation symmetrischer Spannungen im Verhältni In zustande kommt (n Zahl der Stufen mit je zwei Doppelleiter- Sstemen) Die auf Nittelpotential liegenden Klemmen 2-13 können dabeigegebenenfalls weggelassen werden* - Die Doppelleitung kann aber auch in einem rohrförmigen Mantel aus Material erhöhter Permeabilität verlaufen und mit diesem spiralförmig oder schraubenförmig aufgewickelt werden. In Fig. 37 ist ein Leitungssystem W gezeigt, welches auf einen zylindrischen Träger F aufgewickelt ist, wobei der Mantel E aus Material erhöhter Permeabilität im Schnitt ersichtlich ist. Man erhält so eine besonders günstige Raumausnützung für längere Doppelleitungen.
- Der Mantel kann z. B. aus einem dünnen Draht oder Band gebildet werden, welches um die Leitung gewickelt ist. Er kannaber auch aus pulverförmigem ferromagnetischem Material unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels hergestellt werden.
- Die Erhöhung der Gegeninduktivität zwischen beiden Leitern der Doppelleitung durch den erwähnten Mantel oder andere Körper erhöhter Permeabilität ist nun insbesondere bei tieferen Frequenzen zur Erzielung einer ausreichenden Symmetrierung u. U. noch ungenügend. In solchen Fällen kann die erwähnte Aufwicklung der im ferromagnetischen Mantel geführten Leitung bereits eine erhebliche Verbesserung bringen, weil die Induktivität der so gebildeten Spule zur Unterdrückung unsymmetrischer Ströme beiträgt.
- Eine wesentliche Steigerung dieser zusätzlichen Drosselwirkung ist möglich durch gleichzeitige Verwendung von Material höherer Permeabilität im Kern F.
- Die Länge der aufgewickelten Leitung kann allerdings bei höheren Frequenzen u. U. in der Grössenordnung einer Wellenlänge der Leitungsströme oder darüber liegen, wodurch die durch Aufwicklung der Leitung angestrebte Drosselwirkung zunächst in Frage gestellt würde. Der die Doppelleitung umgebende. Mantel E aus Material höherer Permeabilität ist deshalb so zu dimensionieren, dass ausreichende Symmetrierung bei den hohen Frequenzen bereits durch diesen Mantel allein, d. h. ohne Berücksichtigung der erwähnten zusätzlichen Drosselwirkung gewährleistet ist. Bei tieferen Frequenzen sind die Ströme jedoch längs der ganzen Leitung praktisch gleichphasig, sodass die durch Aufwicklung erzielte Erhöhung der Induktivität ungestört zur Auswirkung kommt. Eine ausreichende Unterdrückung unsymmetrischer Leitungsstrome wird deshalb durch die zusätzliche Verwendung eines Ferritkernes F insbesondere bei tieferen Frequenzen gewährleistet, wo der Mantel
E allein zur Symmetrierung nicht mehr ausreichen würde. Zur Ver- I meidung eine r unerwünschten elektrischen Abschirmung durch den Mantel E soll der Längswiderstand dieses Mantels bei der aufge- - Die anhand verschiedener Beispiele erläuterte Zusammenschaltung verschiedener Doppelleitungen z.B. zur Impedanztransformation ist natürlich auch mit aufgewickelten Leitungssystemen der beschriebenen Bauweise möglich. Man kann auch in gewissen Fällen für zwei getrennte gewickelte Leitungssysteme Wo 2 einen gemeinsamen Kern F vorsehen, wie dies z. B. in Fig. 38 gezeigt ist.
- Durch Serie/Parallelschaltung der beiden Doppeleitungen wird hier analog zu Fig. 19 eine Impedanztransformation im Verhältnis 4:1 erzielt. Bei den höheren Frequenzen ist die Symmetrierung praktisch vollständig durch den Mantel E aus Material erhöhter Permeabilität gewährleistet, während bei tieferen Frequenzen die durch Aufwioklung über den Kern F erzielte Drosselwirkung mit gleichem Ergebnis in Erscheinung tritt.
- Durch Aufwicklung einzelner Doppelleitersysteme können auch besonders kurze Verbindungsleitungen bei der Zusammenschaltung
erzielt werden. In Fig. 39 ab. 2hB. drei Doppelleitersysteme Wl, - Zur Vermeidung einer unerwünschten Kopplung zwischen den einzelnen Windungen der aufgewickelten Hochfrequenz-Doppelleitung empfiehlt sich elektrische Abschirmung der von einem Mantel er-
höhter Permeabilität umschlossenen Doppelleitung. Durch Verlegen - Es ist deshalb eine Abschirmung erwünscht, welche in Richtung der Leitung einen hohen und senkrecht dazu einen kleinen Widerstand aufweist. Dies wird z. B. erreicht durch Umwicklung der Doppelleitung mit einem Metalldrahto-Zur besseren Gewährleistung der elektrischen Symmetrie in der Hochfrequenz-Doppelleitung empfiehlt sich, die. beiden Leiter dieser-Doppelleitung um die Längsachse der Leitung zu wendeln.
- Die von Material erhöhter Permeabilität umschlossene aufgewickelte Hochfrequenz-Doppelleitung kann auch in einfacher Weise durch Aufwicklung hergestellt worden, indem die auf einem Kern erhöhter Permeabilität in mehreren Windungen aufgewickelte Doppelleitung mit einer Folie aus Material höherer Permeabilität umschlossen wird, während gleichzeitig auch die Windungszwischenräume mit Naterial erhöhter Permeabilität ausgefüllt sind, das z. B. aus einem ebenfalls aufgewickelten langgestreckten ferromagnetischen Körper besteht. Man kann die Doppelleitung auf diese Weise auch in mehreren Lagen aufwickeln, wobei die einzelnen Lagen jeweils durch Folien aus Material erhöhter Permeabilität getrennt sind. Die aufgewickelte Hochfrequenz-Doppolleitung kann zur Bildung des Körpers erhöhter Permeabilität auch in plastische
Masse getaucht werden, welche nachträglich zu einem ferronane- u
Claims (1)
-
Schutsa. ne'prüche 10) Hochfrequenz-Uebertrager, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eineDoppelleiter-Anordnung, über welche HochfrequenMtrome Übertragen werden, aus zwei parallel zueinander verlaufenden Leitern besteht ; die gemeinsam durch einen Körper geführt sind dessen Permeabilität bei den übertragenen Frequenzen grösser ist als l, sodaß unsymmetrische Ströme in dieser Doppelleitung weitgehend unterdrUckt werdene 2c) Uebertrager nach ArjLspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenx-Dcppelleitung durch einen ringförmigen Körper höherer Permeabilität geführt ist (Fig. l). 3c) Übertrager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnete dass die Hochfrequenz-Doppelleitung durch einen rohrförmigen Körper höherer Permeabilität geführt ist (Fig. 3). 4,)Uebertrager nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnete dass die Hochfrequenz-Doppelleitung durch mehrere Körper höherer Permeabilität geführt is (Fig. 2) 5.) Uebertrager nach Anspruch ly dadurch gekennzeichnete dass die Hochfveqaenx-Doppelleiung durch mehrere Oeffnunge. eines Körpers höherer Permeabilität geführt ist (Fig. 24). 6 Uber'crager nach Anspruch l. dadurch gekennzeichnete dass der Körper höherer Permeabitä'c aus elektrisch nicht leitendem Material besteht, 'i,Uebertrags ? nach nepru'h l d&'n'ch gekennzeichnet ? dassder Körper höherer ? eeabj"mt aa Ferrit beeteh'Co 8,)Ueberrager nach xMpruk, h l, dudm. n gekennzeichnete das8 der Kör" dassder Körper höherer Pex'msab'. J t aus Pulvereisen besteht. : 9.) Uebertrager nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, d99 dev rper höherer PeTtneabili&t auc geatmeten Blechen zusammengesetzt ist. 10 Uebertvaey nach AnspxiMh 1 dadurch gekNnziaimt, daao der Ser h ! ! herer rme&bilit a. s gewickeltem Draht beateht. H.) Itebertyaev nach Anepruch l, dadurch gekennzeichnet d&ss dev Körper hBhevev yermeabili-bä aa gewickeltem Bandbeeteht 120) Übertrager nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daaa der Körper höherer Permeabilität auö mindestens zwei Teilen zusammengesetzt ist. 13.) Uebertragen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daae der KSrper hSherer Permeabilität aus zwei Teilen zapmengeae'tzt iet, deren Trennfuge parallel zu den beiden Lebern verläuft (Fig. 10). 14-<)Uebertra « er nach Anspruch 129 dadurch gekennzeichnett dass die Teile dea X8rpers höherer Permeabilität durch eine isolierende Zwiechenlage getrennt sind (Pig. 10, 1l). 1Uebertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete dass die beiden Leiter in ein Isoliermaterial eingebettet eind (Fi 5-8). 16.) Uebertrager nach-Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leiter im Innern des Körpers höherer Permea- bilität in ein Isoliermaterial hoher Dielektrizitätskonstante eingebettetsind. 17.) Uebertrager nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet ? dass die beiden Leiter in einem bandförmigen Isoliermaterial eingebettet sind (Fig. 5).18.) Uebertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leiter so angeordnet bzw. beschaffen sind, dass der Wellenwideretand über der ganzen Länge der Doppelleitung konstant ist.19.) Uebertrager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Leitern der Hochfrequenz-Doppelleitung innerhalb des Körpers höherer Permeabilität kleiner ist als außerhalb dieses Körpers (Fig. 4).20.) Uebertrager nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der bandförmige Träger, in welchem die beiden Leiter eingebettet sind, innerhalb des Körpers höherer Permeabilität längsgefaltet ist (Fig. 6).21.)Uebertrager nach nspruch 1 , ddu-"'ch gekennzeichnet, 22.) Ueber-trager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Oeffnung des Körpers höherer Permeabilität durch welche die Hochfrequenz-Doppelleitung geführt ist, recht- eckigenQuerschnitt aufeisto 23.) Uebertrager nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnung des Körpers höherer Permeabilität, durch welche die Hochfrequenz-Doppelleitung geführt ist,, elliptischenQuerschnitt aufweist. 24.) Uebertragen nach linspruch 1, durch eine t elektrische Abschirmung zwischen der Hochfrequenz-Doppel- leitung und dem Körper höherer Permeabilität. 25.) Uebertrager nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Abschirmung aus mindestens einem Metallband besteht, welches die Hochfrequenz-Doppelleitung innerhalb des Körpers höherer Permeabilität wenigstens teilweiseumgibt. 26.) Uebertrager nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Abschirmung aue zwei parallel zur Hochfrequenz-Doppelleitung verlaufenden Bändern besteht (Fig. 9). 270) Uebertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Hochfrequenz-Doppelleitung aus zei parallel ., au a z 1-, 7 e- nebeneinander verlaufenden bandförmigen Leitern beateht welche nach der Technik der gedruckten Schaltungen auf einemisolierenden Träger nebeneinander angebracht sind. (Fig. 11, 12). 28.)Ueber-trager nsch Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die HoohfrequeDz-Doppelleituns ans zwei parallel übereinander Terlafeuden bandfrr'ien Leitern besteh' welche nach der Technik der gedruckten Schaltungen auf beiden Seiten eiues isolierende ; ! Triers angebracht sindo gut o 29.) Uebertrager nach Anspruch 1 dadurch ekemieichne' er einepi dass er aohser. leich mit einem ousentrischcn Kabel snsaBmen- gebaut ist, uobei der eine Leiter it dem sntol und der andere Leitermit dem Inenleiter die<=-o Kabels verbunden ist, und der höhecor cbei derKorpar höherer Permeabilität vom TerläDerten Mantel dea Kabels umschlossen ist. ( ? io 13) 30.) Uebertrager nr, chjf''-'Spruch 1.''.- ?. . r h gekennseichne' dase er mit aineia zweiten idetijchen und achsenparallel su ihm angeordnctcD Uebertragec blich vereinigt ist. .-. u ihm (Fig. 19, 211 28, 29, 33). 31.) Uebertrager nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung zwischen dem Anfang des einen Leiters und dem Ende des anderen Leiters der Hochfrequenz- Doppelleitung auaserhalb des Körpers höherer Permeabilität angeordnet iet. (Fig. 20, 21, 31, 33, 35). 32.) Debertrager nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnete dase die Körper höherer Permeabilität der beiden Uebertrager zu.einem gemeinsamen Stok baulich-vereinigt sind (Fig. 24, 25). 330) Uebertrager nach Anspruch 30 ; dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Körper höherer Permeabilität rechteckigen AuLasenquerschnitt aufweisen und zu einem Block zusammengefasst sind (Pig. 23). 34.) Uebertrager nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel verlaufenden Leiter aus einen Flachkabel bestehen, und dessen einer Leiter in der Kite aufgetrennt ist.(Pi. 25) < 35.)Uebertraor ach Anspruch 30, dadurch gekennseichnet, dassmindestens zei Hochfreonenz-Doppelleitu. ngen durch Kiudestens oi getrennte Oeffnungen eines Körpers höherer Permeabilität geführt ei'id der au. s swei Teilen zusammen- gesetzt ist wobei die Trennfläche durch die erwähnten Oeffnungen verläuft (Fig. 26). 36.)Uebertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ; dass mindestene zwei HochfrequerT-Dopnelleitueny welche durch Körper Mherer Permeabilität geführt oind, nach der Technik der gedruckten Schaltungen af einen gemeinsamen isolierenden Träger angobracht sind (F'i. 26, 27). 37.)Uebertrager nach Ansprach 30, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Langen der einzelnen H'chfrequons- Doppelleitungen gleichgross sindo 38.) Uebertrager nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch zwei Verbindungaleitungen, welche aueserhalb der Körper höherer Permeabilität zwischen dem Anfang bzw. dem Bnde eines Leiters der ersten Doppelleitung und dem Anfang bzw. Ende eines Sitera der zweiten Doppelleitung angeordnet eind (Fig. 28). 39.)Uebertragev nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch zwei außerhalb der Körper höherer Permeabilität verlaufende (Fig. 29).40.) Uebertrager nach Anspruch 30 und gekennzeichnet durch wei Hochfrequenz-Doppelleitungenbei denen je eine Verbindung- leitung ausserhalb der Körper höerer Permeabilität t-tencfa zwischen Anfang des einen Dpell-tHi und Ende de anderen Le Dell&K veviaft. (Fig. 33) 41qUebertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei den einzelnen durch je einen K&rper höherer Permeabili- 43.) Uebertrager nach Anspruch 42, gekennzeichnet durch eine Hochfrequenz-Doppelleitung, welche in einer schraubenförmigenNut eines zylindrischen Körpers erhöhter Permeabilität ver- läuft, der von einem rohrförmigen Körper umschlossen ist. (Fig.36) a 44.) Uebertragen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochfrequenz-Doppelleitung, deen Länge mindestens 20 mal gvösser ist als der gegenseitigeesriand, von einem Mantel aus Material höherer Permeabilität umschlossen ist. (Fig. 37) 460) Uebertrager nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die-von einem Mantel aus Material erhöhter Permeabilität umschlossene Doppelleitung schraubenförmig aufgewickelt ist.(Fig. 37).47.) Uebertrager nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet dass die im Mantel erhöhter Permeabilität geführte Doppelleitung auf einen Kern erhöhter Permeabilität aufgewickelt ist. (Fig. 37).48.) Uebertrager nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnete dass die im Mantel erhöhter Permeabilität'verlaufende aufgewickelte Doppelleitung von einem rohrförmigen Körper erhöhter Permeabilität umgeben ist.45.) Uebertrager nach Anspruch 47 dadurch gekennseichnet 7 dass ein Kern aus Material erhöhter Permeabilität die zu einer Spule aufgewickelte Doppelleitung als geschlossener i--. g als geschlosserer magnetischer Kreis uschliess' o 46" 5)O'ebertrager uach Anspruch 46 dadurch eker l. dass mindestens zwei von einem Mantel aus Material erhohr Permeabilität umschlossene und-.. . fgewickelte DopyrLei -en baliQh vereinigt sind. 51.) Uebertrager nach r.-. spru.'m 50y d. cu. i'oh ge'. -. ' :'. das die beiden Doppelleitungen au. f einem,. ; e'.'."'" ; <'-'". ? Y'& ? n aufgewickelt sind. (Fig. 38). 52.) Uebertraer nach Anspruch 4 M. 44-c. adu. rch.-"-- : ;". n". e die erer Permeabilität umochloseen Absohnit'- : ;. :. '".. ;'', :. .' : c'"."3. ubenforiaig aufgewickelt ist obei k ? 'v"e'.'.'''''' (. r'. / ; ;..- lei'ne. n jeweils mischen der :' eip. a'-. M. är.'' :','. . ;''" \-. ;. '''. ;'/' c' einzelnen Leiter jedes Doppelleituns-Abschnitt-d'--..'.'.'. Se-" brs. ch'c eia. d. ('ig. 39). 53.'üe'bertrager nach A'"'.-'\' ;'ruoh 44 ? do. L..".'..'jh je'. ; C'3H*5 C. @T MpTtsl 6'r'*'L''i'*.'te'r' ? QT'R''6'' ! 3'*j.. *L'bt <rf ! '""''. *'i"'.''J''.-.'''' Leite ? einer arf'eickelten ochfreqens-Dop"''j'-' umsohliesst, elektrisch Biohtleitsd ist, 54. Ueertraer nch Anspruch 46, c,.-."'.'. :"' : \'. ge ;-". . .' :'.-....'.. :., ü' :, der'ar. tel erhöhter Be' : :".. D-bilitL :'j :'-..-". :.-- a. . :' :'... ;.,,'...-..'...-.-.'..,. . ;. -. frcqu.er. 2i-. Dop3lleit'n uioc'. . : 1..'. r "''. !.. r ; !'."' ! : ri. 3ch isoliert ist,. 55<-ebrtvager ch. Anspruch 46,. r'..'..-. ek : :'...- ; , Ae . Jia,.., @eR erhk'iTz tt 17 ; ; l''ót, 8 t Q ('s eir'9 aufgewickelte Koc''"'f''.'."'..."K-Doppel'i""0 ?..-t'im -'1 erhöhter Pcrrebilitt'"' ?/'.'-...' v : i -i' ;'..-..- 3-hen nirmun chlo3en iat 1 : : i : : i Richr., .--.-ci''.', \g ; ihtleitcd'""'d.. '. er ig. leit.. ;''."..-. t.' ;." 56. ; ebrtrager nac'i uEr-c 46 . 33 ; dadurch.'/3/.' ;. : -.' :". : io'h ;.. i'' ;,. dus di lektrische-'... bscbirS '- fgewielen I-' ;. c, freqü. ena :- lfcw t. z, ; lleLv «] f. E. e 3,-f. t lAt. tr iS.. rX ee d ; ; tif ; e f ; o,-ft ?-, <. e. 3. 4 Doppelleitung aus uinem m diä T.-ohee die&r Doppelleitung 53. 54" -ein eh 0 55.16, O V 17 21'3' 56 l C 58.) Uebertrager nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenz-Doppelleitung aufgewickelt und darauf in eine plastische Masse erhöhter Permeabilität getaucht wirde welche nachträglich erhärtet.59.) Uebertrager nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenz-Doppelleitung in mindestens zwei Lagen gewickelt wird, wobei der Körper erhöhter Permeabilität durch Tauchen in eine nachträglich erhärtende Masse mit ferromagnetischem Material gebildet wird.60.) Uebertrager nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgewickelte Hochfrequenz-Doppelleitung von einer Masse erhöhter Permeabilität umpresst ist.61.) Uebertrager nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenz-Doppelleitung über einem Kern aus Material erhöhter Permeabilität zu einer Spule aufgewickeltwird und dass um diese Wicklung eine Folie aus Material erhöhterPet'Rieabilität gelegt ist, während die M'indunga- swiachenräume Mit Material erhöhter Permeabilität ausgefüllt sind, sodaß jede einzelne Windung der Doppelleitung ständig von QS erhöhter PermeabiliF, 6 chlossen iS o 62.)Uebertrager nach Anspruch 61 ; dadurch gekennzeichnete dass dieHochfrequenz-. Doppelleitung ir. mindestens zwei Lagen aufgewickelt ist, wobei d. e einselnen Lagen durch Folien ausa Materie,-I ecaöhter , 7etrennt sirid. 63.) Uebertragen nach"fispruch 61 dadurch gekennzeichnet ; dass wischen den einselnen Windungen der aufgewickelten Hochfrequenz-Doppelleitung ein laRgestreckter Körper aus Materialerhöhter Permeabilität aufgewickelt ist.
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