DE1816907B2 - Hochfrequenzstabilisierungsanordnung - Google Patents

Description

Resonators, unter Verwendung einer Mischstufe 9, nach der Zwischenfrequen? transformiert, in einem Zwischenfrequenzverstärker 10 verstärkt und anschließend einem phasenempfindlichen Demodulator 11 zugeführt. Das über eine Leitung 12 zugeführte Modulationssignal dient als Bezugssignal für den phasenempfindlichen Demodulator. Letzterer liefert ein Signal, dessen Vorzeichen und Amplitude ein Maß für die Abweichung von der gewünschten Generatorfrequenz sind, und welches Signal als Fehlerspannung zur Nachregelung der Generatorfrequenz benutzt wrd.

Nach der Erfindung ergibt sich eine besonders günstige und in jeder Hinsicht vorteilhafte Hochfrequenzstabilisierungsanordnung, wenn die Brückenverzv,eigung5 über zwei getrennte Kanäle gleicher Weglänge mit der Mischstufe gekoppelt ist und wenigstens ein Zirkulator 13 vorhanden ist, durch den der Resonator 6 in einem der erwähnten Kanäle aufgenommen ist. während der Modulate 7 im anderen Kanal liegt. Durch die Verwendung getrennter Kanäle wird vermieden, daß infolge auftretender Reflexionen unerwünschte Phasenverschiebungen im zu demodulierenden Signal auftreten. Solche unerwünschten Phasenverschiebungen würden die Fehlerspannung zur Nachregelung der Generatorfrequenz beeinträchtigen und somit Unstabilitäten in der Frequenzregelung hervorrufen.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform is^f ein zweiter Zirkulator 14 vorgesehen, durch den der Modulator? im genannten anderen Kanal aufgenommen ist. Es wird hierdurch die Symmetrie und $om^;t die Gleichheit der Weglängen der beiden Kanäle in einfacher Weise verwirklicht. Der in F i g. 1 durch Pfeile bezeichnete Drehsinn der beiden Zirkulatoren ist derart, daß die Ausgangsenergie der Brückenverzweiping unmittelbar dem Resonator bzw. dem Modulator und von dort der Mischstufe zugeführt wird. Der Zirkulatoren in der Ausführungsform nach F ig. 1 sind als Dreitor-Zirkulatoren ausgebildet. Um das Auftreten von Reflexionen von der Mischstufe zur Brückenverzweigung zu verhüten, sind nach den mit der Mischslufe gekoppelten Toren der Zirkulatoren Isolatoren 15 bzw. 16 angeordnet.

Bei der bisher beschriebenen Hochfrequenzstabilisierungsanordnung ist zwar eine gleiche elektrische Weglänge verwirklichbar, jedoch nicht ohne weiteres eine gleiche wirkliche Weglänge der beiden getrennten Kanäle. Gerade eine gleiche wirkliche Weglänge ist zum Erhalt der gewünschten Breitbandigkeit unerläßlich. Der Ausgangssignal des phasenempfindlichen Demodulators 11 kann durch die Gleichung

j. = CI ρ I »ζ cos (I — ti ± φ)

ausgedrückt werden, wobei C eine Konstante, m die Modulationstiefe und \p\ den Absolutwert des Reflexionsfaktors des Resonators darstellt. / bezeichnet einen in Radien ausgedrückten wirklichen Weglängenunterschied zwischen den beiden getrennten Kanälen. Falls der Hochfrequenzgenerator die gewünschte Frequenz hat, d. h. φ = 0 ist, so muß y = 0 sein. Dies ist nur möglich, wenn cos (/ — -τ) = 0 ist und daher ein wirklicher Weglängenunterschied von γ .τ — krr (A: — 0,1, 2 ...) eingeführt w>rd. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht die Brückenverzweigung aus einem sogenannten Kurzschlitzkoppler. Hierdurch lassen sich zwei Kanäle gleicher Weglänge in einfacher Weise verwirklichen. Eine andere Lösung besteht darin, daß die Brückenverzweigung aus einen 3-dB-2-Arm-Richtkoppler besteht, wobei in die beiden Kanäle ein +45°- bzw. — 45°-Phasendreher aufgenommen ist. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der 3-dB-2-Arm-Richtkoppler mit 17 und die beiden Phasendreher mit 18 und 19 bezeichnet.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Modulator ohne Verwendung eines Zirkulators in dem betreffenden Kanal angeordnet, und zwar unmittelbar vor der Mischstufe 9. Auf diese Weise wird verhütet.

daß infolge der durch die Modulation abgeänderten Frequenz in einem der Kanäle Unterschiede in der elektrischen Weglänge auftreten. Um aber eine optimale Bandbreite zu erzielen, wird auch bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ein zweiter Zirkulator in den betreffenden Kanal aufgenommen. Dieser zweite Zirkulator ist dem Zirkulator im anderen Kanal ähnlich. Eines der Tore des zweiten Zirkulators ist mit einem Reflektor versehen.

Schließlich sei bemerkt, daß bei der Ausfühmngsform nach F i g. 1 die Dreitor-Zirkulatoren durch Viertor-Zirkulatoren ersetzt werden können, wodurch sich die Verwendung von Isolatoren erübrigt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 sind die Viertor-Zirkulatoren mit 20 bzw. 21 bezeichnet. In den Toren 22 und 23 der Zirkulatoren 20 bzw. 21 sind angeglichene Impedanzen 24 bzw. 25 angeordnet, in der Weise, daß Reflexionen zur Brückenverzweigung verhütet werden. Im Tor 26 des Zirkulators 21 ist ein Reflektor 27 angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 ein Signal liefert, dessen Phasenverschiebung ein Maß Patentansprüche: für die Abweichung von der gewünschten Generatorfrequenz darstellt, sowie ein an die Mischstufe an-

1. Hochfrequenzstabilisierungsanordnung,beider geschlossener phasenempfindlicher Demodulator mit ein Teil der Ausgangser ergie eines zu stabili- 5 Hilfe eines dem Modulator entnommenen Modulasierenden Hochfrequenzgenerators unter Verwen- tionssignals als Bezugssignal die gewünschte Fehlerdung eines Richtkopplers einer Brückenverzwei- spannung zur Regelung der Generatorfrequenz liefert, ^ung zugeführt wird, die über zwei getrennte Eine Ausführungsform einer solchen Hochfrequent Kanäle mit einer Mischstufe gekoppelt ist, von stabilisi<;rungsanordnung ist bereits bekannt aus der denen einer einen auf die gewünschte Generator- io USA.-Paentschrift 2 462 841. Bei dieser bekannten frequenz abgestimmten Resonator und der andere Anordnung haben die beiden Kanäle eine gleiche einen Modulator enthält, und bei der der Resonator elektrische, aber keine gleiche mechanische oder ein Signal liefert, dessen Phasenverschiebung ein -virkliche Weglänge. Der wirkliche Weglängenunter-Maß Tür die Abweichung von der gewünschten schied von ηλ/4 (/. = Wellenlänge der gewünschten Generatorfrequenz darstellt, sowie "ein an die 15 Generatorfrequenz) beschränkt die Bandbreite der Mischstufe angeschlossener phasenempfindlicher Stabilisierungsanordnung.

Demodulator mit Hilfe eines dem Modulator Die Erfindung bezweckt, eine Hochfrequenzstabüisie-

entnommene: Modulationssignals als Bezugssignal rungsanordnung der eingangs erwähnten Art zu

die gewünschte Fehlerspannung zur Regelung der schaffen, bei der eine solche Bandbreitenbeschränkung

Generatorfrequenz liefert, d a d u r c h g e k e η η - zo verhindert wird.

ze i c h η e t, daß die Brückenverzweigriig so aus- Nach der Erfindung ist zu diesem Zweck die

geführt ist, daß die beiden Kanäle sowohl eine Brückenverzweigung so ausgeführt, daß die beiden

gleiche elektrische als auch eine gleiche mechanische Kanäle sowohl eine gleiche elektrische als auch ein.=

(wirkliche) Weglänge aufweisen. gleiche mechanische (wirkliche) Weglänge haben.

2. Hochfrequenzstabilisierungsanordnung nach 25 Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Brückenverzweigung aus einem sogenannten Kurz- F i g. 1 und 2 die Blockschemas von zwei Ausschlitzkoppler besteht. " führungsformen einer Hochfrequenzstabilisierungs-

3. Hocnfreqjenzstabilisierungsanordnung nach anordnung nach der Erfindung und

Anspruch 1, dadurch geken; zeichnet, daß die 30 F i g. 3 zwei Diagramme zur Erläuterung der

Brückenverzweigung aus Hnem S-dB^-Arm-Richt- Wirkungsweise der Hochfrequenzstabilisierungsanord-

koppler besteht, wobei in die bei en Kanäle -f 45°- nung.

bzw. —45°-Hohlleiterphasendreher aufgenommen Entsprechende Elemente in F i g. 1 und 2 sind mit

sind. gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

4. Hochfrequenzstabilisierungsanordnung nach 35 Im Blockschema nach F i g. 1 besitzt ein Hocheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch frequenzgenerator 1 ein Regelelement zur Nachgekennzeichnet, daß ein erster Zirkulator vor- regelung der Generatorfrequenz unter Steuerung gesehen ist, durch den der Resonator in einen der einerdiesemRegelelementzugeführtenFehlerspannung. erwähnten Kanäle aufgenommen ist, und ein zweiter Der Kochfrequenzgenerator 1 ist an einen Ausgangs-Zirkulator vorhanden ist, durch den der Modulator 40 hohlleiter 2 angeschlossen, wobei aber ein Teil der im anderen Kanal liegt. Energie des Hochfrequenzgenerators über einen Richt-

5. Hochfrequenzstabilisierungsanordnung nach koppler 3 einem Wellenleiter 4 einer Brückenverzwei-Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gung 5 zugeführt wird. Die Brückenverzweigung 5 ver-Zirkulator bzw. die Zirkulatoren als Dreitor- teilt die ihr zugeführte Energie gleichmäßig auf einen Zirkulator ausgebildet ist bzw. sind, wobei nach 45 Resonator 6 und einen Modulator 7. Der Resonator dem mit der Mischstufe gekoppelten Tor ein hat eine Abstimmfrequenz /₀, die mit der gewünschten Isolator angeordnet ist. Generatorfrequenz übereinstimmt. W.-nn der Hoch-

6. Hochfrequenz, tabilisierungsanordnung nach frequenzgenerator die gewünschte Frequenz/₀ besitzt, Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ist der Resonator einem Eingangssignal einer solchen Zirkulator bzw. die Zirkulatoren als Viertor- 50 Frequenz völlig angepaßt, d. h., daß minimale Re-Zirkulator ausgebildet ist bzw. sind, wobei in flexionen auftreten (in der Größenordnung von-3OdB) einem der Tore eine angeglichene Impedanz an- und daß das reflektierte Signal dem Eingangssignal geordnet ist, in der Weise, daß Reflexionen zur gegenüber um +π in der Phase verschoben ist. In Brückenverzweigung verhütet werden. Fig. 3a ist der Absolutwert des Reflexionsfaktors

55 des Resonators als Funktion der Frequenz des Eingangssignals dargestellt. Fig. 3 b zeigt die Phasen-

drehung des reflektierten Signals dem Eingangssignal

gegenüber gleichfalls als Funktion der Frequenz des Eingangssignals. Wenn die Generatorfrequenz eine

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzstabili- 6c Abweichung Af von der gewünschten Geneiatorsierungsanordnung, bei der ein Teil dei Ausgangs- frequenz aufweist, hat das vom Resonator reflektierte energie eines zu stabilisierenden Hochfrequenzgenera- Signal dem Eingangssignal gegenüber eine Phasentors unter Verwendung eines Richtkopplers einer verschiebung von π ± ψ, und zwar eine Phasenver-Brückenverzweigung zugeführt wird, die über zwei Schiebung von π + ψ, wenn Af > 0, und von π — φ, getrennte Kanäle mit einer Mischstufe gekoppelt ist, 65 wenn Af < 0. Im Modulator 7 wird das Generatorvon denen einer einen auf die gewünschte Generator- Ausgangssignal mit einem über die Leitung 8 zugefrequenz abgestimmten Resonator und der andere führten Zwischenfrequenzsignal moduliert. Nach ersinen Modulator enthält, und bei der der Resonator folgter Modulation wird das Ausgangssignal des