DE1902249A1 - Oberwellen-Weichenfilter - Google Patents

Description

DR. MOLLER-BORe DIPL.-ING. GRALFS DR. MANITZ Dr.Deufel

PATENTANWÄLTE

Braunschweig, den 14.1.1969 Unser Zeichen: Kl/kl - M 835

The Marconi Company Limited
English Electric House / Strand London W₀C₀2 / England

Oberwellen-,» ei chenfilt er

Die Erfindung betrifft Oberwellen-ilieichenfilter,insbesondere zur Abtrennung der zweiten Oberwelle einer periodischen ,/eile gleich welcher Form, vorausgesetzt,daß sie periodisch ist und in sinusförmige i/ellen verschiedener Frequenzen zerlegt werden kann.

Hauptziel der Erfindung ist,bessere vVeichenfilter zu schaffen, die die Grundwelle und die zweite Oberwelle eines periodischen Eingatigssignals auf verschiedene Lastkreise verteilen können, entweder,um die genannte zweite Oberwelle besonders auszunutzen ,oder um die Amplitude der zweiten Oberwelle durch Absorption herabsetzen zu können.

Win weiteres wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, bessere Oberwellen-vVeichenfilter zu schaffen, die so beschaffen sind,daß ( im Gegensatz zu bekannten Weichenfiltern, die mit konzentrierten oder punktförmig verteilten Elementen aufgebaut sind) die Eingangsimpedanz immer an die Impedanz

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einer Quelle angepaßt ist,die das Eingangssignal liefert und die außerdem die Absorption oder Reflexion gradzahliger Oberwellen zulassen.

Gemäß der Erfindung enthält ein Oberwellen-iVeichenfilter mindestens zwei Eingangs-3tichleitungen,von denen die eine einen Leitungsabschnitt enthält,dessen Länge ein Achtel der Grundwellenlänge beträgt. Es sind weiterhin Mittel für die Speisung einer Haupt-Nutzlast über den genannten Abschnitt,dessen Länge ein Achtel der Wellenlänge beträgt, mit Grundwellenenergie vorgesehen,, Ein Viertelwellenlängen-Leitungsabschnitt ist zu der genannten Haupt-Nutzlast ( wenn diese angeschaltet ist) parallel geschaltet und die andere der beiden Stichleitungen ist so angeordnet, daß sie Energie mit der Frequenz der zweiten Oberwelle an eine Hilfslast liefert, wenn sie mit einem Knotenpunkt an dem Mittelpunkt zwischen zwei Leitungsabschnitten verbunden ist, f deren Länge je eine Viertelwellenlänge beträgt und die zusammen die genannte andere Stichleitung bilden.

Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Figur 1 ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform eines Weichenfilters, die die Erfindung enthält.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht,die eine Ausführungsform des mechanischen Aufbaus eines erfindungs- " gemäßen Weichenfilters darstellt.

Figur 3 zeigt ein elektrisches Schaltbild,das eine abgewandelte

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Form eines erfindungsgemäßen Weichenfilters beschreibt. Figur 4 erläutert eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In Figur 1 bezeichnet der Block 1 eine Quelle periodischer und in eine Folge sinusförmiger Komponenten zerlegbare Wellen dar. Diese Quelle 1 kann beispielsweise ein Hochfrequenzsender sein.

Das Ausgangssignal von dem Sender bzw.einer anderen Quelle wird dem Eingang des Weichenfilters zugeführt, das in der Figur durch den innerhalb des gestrichelt umrandeten Rechtecks 2 dargestellten Teil repräsentiert wird. Der Widerstand 3 bildet die Nutzlast,die ( im vorliegenden Beispiel ) mit der Grundfrequenz von der Quelle 1 eingespeist werden soll.

Das tfeichenfilter enthält zwei Stichleitungen 4 und 5,die an ihren aneinander liegenden Enden mit einem Eingangs-Knotenpunkt N verbunden sind₀ Die Stichleitung 4 enthält einen Abschnitt aus einer Leitung 6, deren Länge ein Achtel der Grundwellenlänge beträgt.

In der nachfolgenden Beschreibung wird die Wellenlänge durch die entsprechend zugeordneten ganzzahligen Brüche der Grundwellenlänge angegeben.

Stichleitung 6 mit der Länge /8 wird durch die Nutzlast abgeschlossen und diese Last ist durch einen Abschnitt der Leitung 7 mit der Länge /4 ,die mit dem Knotenpunkt N.

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verbunden ist,überbrückt.

Die zweite Stichleitung 5 ist offen und umfaßt zwei Abschnitte aus den Leitungen 8 und 9,von denen jede die Länge ^V4 hat.

An einem weiteren Knotenpunkt N₀ ,der an der Verbindungsstelle der Abschnitte 8 und 9 liegt,ist eine weitere Last,nachfolgend als Hilfslast bezeichnet, angeschlossen. Diese dient dazu,die zweite Oberwelle mit der Wellenlänge /V2 entweder zu vernichten oder nutzbar zu machen«

Bei diesem Weichenfilter läuft die Grundwelle -^,die am Eingangsknoten N ansteht, längs der Λ/Q langen Sektion 6 zur Hauptlast 3. Die Stichleitung 5 wirkt wie ein /^/2 - Abschnitt. Der /^/4-Leitungsabschnitt wirkt wie das Äquivalent eines offenen Kreises für die Wellenlänge ^₀

Die zweite Oberwelle ( A" /2) ,die bei N ansteht,kann die Hauptlast 3 nicht erreichen,da sie bei N. durch den Abschnitt 7, der für diese Komponentwelle (^/2 ) wie eine /^/2-Stichleitung,d.h«als Kurzschluß für die zweite Oberwelle,wirkt, überbrückt ist.

Diese zweite Oberwelle an N wird jedoch über den Abschnitt 8, dessen Länge /2-/2 beträgt, der Hilfslast 10 zugeführt und erscheint dort angepaßt,während der Leitungsabschnitt 9 , der zu der. Hilfslast IO parallel liegt,ebenfalls für die zweite Oberwelle als offener und somit passiver /^/2-Abschnitt

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wirkt.

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Dementsprechend wird die Grundwelle mit der Wellenlänge λ der Nutzlast 3 und die zweite Oberwelle mit der Wellenlänge Λ/2 der Hilfslast 10 zugeführt.

In einer ähnlichen Art werden ungradzahlige Oberwellen der Hauptlast 3 zugeführt,während höhere gradzahlige Oberwellen, die keine gradzahligen Vielfachen von >l/2,z»B. die 6ο und 10,Oberwelle, sind,der Hilfslast 10 zugeführt werden. Höhere gradzahlige Oberwellen,die Vielfache einer Halbwellenlänge ( z_eB_odie 4, und die S.Oberwelle) sind,

werden andererseits reflektiert, da für diese die Leitungsabschnitte 7,8 und 9 einem Abschnitt gleichwertig sind, dessen Länge eine Wellenlänge oder ein ganzzahliges Vielfaches davon beträgt.

Figur Δ zeigt eine praktische Ausführung eines in Figur 1 schematisch dargestellten Weichenfilters_e Es handelt sich um einen koaxialen Aufbau. Dieser enthält ein zylindrisches äußeres Glied 11,einen koaxialen Leiter 12, der die beiden oticiileitungen 4,5 und 7 der Figur 1 enthält und aus den in Anteilen von P^ ausgedrückten Längenabsciinitten bestehte

Das Außenglied 11 hat einen ersten (Eingangs-) Koaxialverbinder 13 für die Verbindung mit der Quelle 1 (Fig.t),einen zweiten Koaxialverbinder 14 für die Verbindung mit der Hauptlast 3 (Fig.l) und einen dritten Koaxialverbinder 15 für t'ie Verbindung mit der liilfslast Io (Fig.l).

Di ο Koaxialverbindungen sind so beschaffen,daß sie auf dem inneren Leiter Ii die Abschnitte der Leitung ϋ mit der Länge

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/v3 zwischen den Verbindern 13 und 14, die Leitung 8 mit der Länge /2-/4 zwischen den Verbindern 13 und 15 und die beiden weiteren Abschnitte 7 und 9, von denen jede

Λ/Ί lang ist und die der Wirkung nach kurzgeschlossen bzw. offen sind, festlegen.

Figur 3 zeigt schematisch eine einstellbare Ausführungsform , die so eingestellt werden kann, daß eine Anpassung an verfc schiedene Grundwellenlängen erzielt werden kann_o

Um diese Ergebnisse zu erzielen,haben die Verbinder die Form von Schleifern 13',14' und 15', die längs des Leiters 12 bewegt werden können,um die in Anteilen von /''ausgedrückten Längen der Abschnitte verändern zu können»Die Erdverbindung ist ebenfalls gleitend einstellbar %vie angedeutet. Figur 4 zeigt eine Ausfihrungsform,bei der die Leitungsabschnitte von der Art sind,die üblicherweise als Bandleitung bezeichnet wird.

Jeder der Leitungsabschnitte enthält vorzugsweise zwei oder mehrere wählbare Leitungsteile,beispielsweise wie mit A,B und C bezeichnet,die verschiedene Längen haben,so daß die Weiche verschiedenen Grundwellenlängen angepaßt werden.kann.

Die Auswahl der Leitungsabschnitte für einen speziellen Wert von X wird durch Verbinder i3"_ti4" und 15" bewirkt, mit denen die ausgewählten Leitungsabschnitte willkürlich mittels Brückengliedern P,die eingesetzt und wieder entfernt werden können,verbunden werden können»

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Oberwellen-tVeichenfilt er ,dadurch gekennzeichnet ,daß mindestens zwei Eingangs*-Stichleitungen,von denen die eine einen Leitungsabschnitt,dessen Länge ein Achtel der Grundwellenlänge beträgt,enthält,und weiterhin Mittel für die Speisung einer Haupt-Nutzlast über den genannten Abschnitt, dessen Länge ein Achtel der Grundwellenlänge beträgt, mit Grundwellen-Energie,vorgesehen sind, daß ein Viertelwellenlängen-Leitungsabschnitt zu der genannten Haupt-Nutzlast (wenn diese angeschaltet ist) parallel geschaltet und die andere der beiden Stichleitungen so angeordnet ist, daß sie Energie mit der Frequenz der zweiten Oberwelle an eine Hilfslast liefert,wenn sie mit einem Knotenpunkt am Mittelpunkt zwischen zwei Leitungsabschnitten,deren Länge je eine Viertelwellenlänge beträgt und die zusammen die genannte andere Stichleitung bilden,verbunden ist.

2. iVeichenfilter nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Haupt—Nutzlast (wenn diese angeschaltet ist) parallel liegende Viertelwellenlängen-Leitung an einem Ende mit einem Knotenpunkt am Ausgangsende des Achtelwellenlängen-Leitungsabschnitts verbunden ist.

3. Weichenfilter nach Anspruch 1 und 2,gekennzeichnet durch einen zylindrischen Außenleiter,in dem sich ein die beiden Stichleitungen bildender koaxialer Innenleiter befindet

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sowie dadurch,daß der Außenleiter einen Eingangs-Koaxialverbinder für die Verbindung mit einer Eingangssignalquelle, und Ausgangs-Koaxialverbinder für die Verbindung mit der Haupt-Nutzlast und einer Hilfslast aufweist,wobei diese Verbinder so ausgelegt sind,daß sie auf dem Innenleiter den Achtelwellenlängen-Leitungsabschnitt und die drei Viertelwellenlängen-Leitungsabschnitte festlegen.

4. Weichenfilter nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Koaxialverbinder längs des koaxialen Innenleiters (12) in ihrer Lage einstellbar sind, um so das Filter an verschiedenen Grundwellenlängen anpassen zu können..

5. Weichenfilter nach Anspruch 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabschnitte aus Bandleitungen bestehen.

6. Weichenfilter nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Leitungsabschnitt eine Mehrzahl wählbarer Bandleitungselemente mit verschiedenen Vorgegebenen Längen in Zuordnung zu verschiedenen Grundfrequenzen vorgesehen ist und daß die Bandleitungselemente durch zugeordnete Verbinder mittels beweglicher Verbindungsglieder wählbar in den Kreis eingeschaltet werden können.

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