DE2353769C3 - Anpassungsschaltung für die Anschaltung einer Hochfrequenzquelle, insbesondere eines Sender-Empfängers an ein Belastungsnetzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anpassungsschaltung für die Anschaltung einer Hochfrcquenzquelle, insbesondere eines Sender-Empfängers, an ein Belastungsnetzwerk, insbesondere eine Antenne, bei der zwei einstellbare Reaktanzen vorgesehen sind, von denen die erste Reaktanz zwischen Hochfrequenzquelle und Belastungsnetzwerk als Längszweig geschaltet ist und zur Änderung der Konduktanz des Belastungsnetzwerkes auf einen für die Anpassung erforderlichen Wert dient, während die zweite Reaktanz als Querzweig angeordnet ist und zur Änderung des reellen Teils der Impedanz auf einen für die Anpassung erforderlichen Wert dient, und bei der ferner mindestens zwei in den Übertragungsweg eingeschaltete Steuereinheiten für die Einstellung der Reaktanzen vorgesehen sind.

Die Anordnungen der obengenannten Art werden u.a. dazu verwendet, eine Antenne an einen Sender-Empfänger in einem Fahrzeug anzupassen, denn in einem derartigen Fall ändert sich die Impedanz der Antenne entsprechend unterschiedlichen Parametern (Umgebung, Übertragungsfrequenz, Verformung der Antenne durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs usw.).

Eine bekannte Anordnung ist in der französichen Patentschrift 12 07 566 beschrieben worden.

Nach dieser Anordnung erfolgt die Anpassung iterativ durch jeweilige Annäherungen, was in bestimmten Fällen zu viel Zeit erfordert, um eine befriedigende Verwendung des Sender- Empfängers zu erreichen.

Aus der DT-OS 19 15 760 ist ebenfalls eine Anpassungsschaltung bekannt, bei der eine vollautomatische Anpassung jedoch nur möglich ist, solange der Widerstand des Bclastungsnetzwerkes, z. B. einer Antenne, kleiner ist als der des Sender-Empfängers. Wenn der Widerstand des Belastungsnetzwerkes größer ist als der des Sender-Empfängers, kann die Anpassung bei dieser bekannten Anordnung ebenfalls nur iterativ vorgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vollautomatische Anpassung zu ermöglichen, und zwar sowohl wenn der genannte Widerstand kleiner ist als auch dann, wenn dieser Widerstand größer als der des Sender-Empfängers ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Anpassungsschaltung einen Schalte.· aufweist, der in Reihe mit der zweiten Reaktanz angeordnet ist und in seiner ersten Schalllage die zweite Reaktanz dem Belastungsnetzwerk parallel schaltet und in seiner zweiten Schaltlage die zweite Reaktanz der Reihenschaltung aus der ersten Reaktanz und dem Belastungsnetzwerk parallel schaltet, daß dieser Schalter beim Vorhandensein einer ersten Information, die wenigstens die Tatsache angibt, daß der Widerstand des Belastungsnetzwerkes größer ist als der des Sender-Empfängers, in seine erste Schaltlage gebracht wird, und eine erste Steuereinheit in einer ersten Regelphase die Einstellung der zweiten Reaktanz ändert, bis der reelle Teil der tmocdanz an den Eingangsklemmen dem Widerstand des Sender-Empfängers nahezu entspricht, während in einer unmittelbar darauffolgenden zweiten Regelphase eine zweite und dritte Steuereinheit die Einstellung der ersten Reaktanz bewirkt, und daß dieser Schalter beim Vorhandensein einer zweiten Information, die wenigstens angibt, daß die Konduktanz des Belastungsnetzwerkes höher ist als die des Sender-Empfängers, in seine zweite Schaltlage gebracht wird und die zweite Steuereinheit während einer anderen ersten Regelphase die erste Reaktanz ändert, bis der reelle Teil der Admittanz an den Eingangsklemmen der Konduktanz des Sender-Empfängers nahezu entspricht, während in einer unmittelbar darauffolgenden zweiten Regelphase die erste und dritte Steuereinheit die Einstellung der zweiten Reaktanz bewirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den

Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben, Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung einer erfindungsgemäOen Anordnung,

Fig.2 ein Smith-Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung,

Fig.3 die Impedanzkurve der Antenne als Funktion der Frequenz,

Fig.4 ein craktisches Ausführungsbeispiel einer Anpassungseinheit.

In Fi g. I wird das Belastungsnetzwerk durch eine an die Ausgangsklemme 2 der Anordnung angeschlossene Antenne 1 gebildet. An die Eingangsklemme 3 ist ein Sender-Empfänger angeschlossen, der in der Figur nicht dargestellt ist. Die Antenne 1 dient zum Senden sowie zum Empfangen. Beim Senden benimmt sich der Sender-Empfänger als Spannungsgenerator in Reihe mit einem Widerstand, der der charakteristischen Impedanz Ro des Koaxialkabels, das den Sender-Empfänger mit der Anordnung verbindet, praktisch entsprechen muß. Bei Empfang benimmt sich der Sender-Empfänger als Widerstand, dessen Wert der chz:aktenstischen Impedanz des genannten Koaxialkabels ebenfalls nahezu entspricht. Was die Anpassung anbelangt, ist es als liege an der Eingangsklemme 3 der Anordnung, wie lange auch das Kabel zwischen dieser Klemme und dem Sender-Empfänger sein möge und welche Funktion die Station auch haben möge (Sender oder Empfänger), ein Widerstand Rn (in der Figur nicht dargestellt) zwischen der Klemme 3 und Masse.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Anpassungseinheit, die mit einem ersten und einem zweiten »reaktiven« Element 5 und 6 gebildet ist, zwischen deren Enden sich eine Induktivität mit einem Schiebekontakt, der von einem Motor verschoben wird, befindet.

Man könnte auch eine Kapazitätsdiode verwenden. Die Elemente 5 und 6 enthalten eine Regelklemme 7 bzw. 8. Diese Klemmen empfangen Spannungen, welche die Drehrich.ung des Motors bestimmen. Im Falle einer Kapazitätsdiode bekommt die Steuerklemme die Regelspannung.

Durch Änderung des Wertes dieser »reaktiven« Elemente muß die Anpassungseinheit eine Impedanz zwischen der Klemme 3 und Masse zurückbringen, die dem Wert Ho nahezu entspricht, während zwischen der Klemme 2 und Masse eine willkürliche Impedanz liegt.

Einige Diskriminatoren 9,10 und U,deren Wirkungsweise nachstehend erläutert wird, liefern an einer Ausgangsklemme 12, 13 und 14 Signale, die das Modul und die Phase der Spannungen und des Stromes an der Klemme 3 aarstellen.

Nach der Erfindung verbinden beim Vorhandensein einer ersten Information, die angibt, daß der Widerstand des Belastungsnetzwerkes größer ist als R_n, die Schaltungselemente das erste reaktive Element 5 in Reihe mit dem Belastungsnetzwerk, das dem zweiten reaktiven Element 6 parallel geschaltet ist. Dies ist mittels eines Schalters 15 in der Stellung R erhalten worden, welcher Schalter durch ein Signal gesteuert wird, das von einer Regelphasen-Steuerschaltung herrührt, die am Eingang P ein Signal erhält, das für diese erste vom Verbraucher gelieferte Information repräsentativ ist.

Wenn diese Verbindung hergestellt ist, wird in einer ersten Regelphase das Element 6 eingestellt. Dazu wird die Klemme 8 mittels eir.es Schalters 18 in der Stellung R mit dem Ausgang eines Abstimmelementes 17

verbunden, das in diesem Fall durch einen Leistungsverstärker gebildet ist, während der Eingang dieses Elementes 17 mit der Ausgangsklemme 13 eines »Widerstandsdiskriminators« 10 verbunden ist, und zwar mittels eines Schalters 19 in der Stellung R und mittels eines Schalters 20 in der Stellung T. Die Schalter 18, 19 und 20 werden durch Signale, die von der Regelphasen-Steueranordnung 16 geliefert werden, gesteuert. Das Element 17 muß die Spannung liefern, die zum Einstellen der reaktiven Elemente als Funktion der Information, die von den Diskriminatoren geliefert wird, notwendig ist, d. h., daß dieses Element 17 eine gewisse Leistung liefern muß, während am Eingang Spannungen erhalten werden, die von den Diskriminatoren herrühren und im allgemeinen nicht zur Lieferung von Leistung geeignet sind. Dabei kann dieses Element Sperrsignale empfangen, um die Speiseschaltung zu sperren.

Dieses Element 6 wird so lange geregelt, daß der reelle Teil der Impedanz an der Eing-:..gsklemme 3 dem Widerstand des Sender-Empfängers nahezu entspricht.

Das Signal, das diese Gleichheit angibt und das an der Klemme 13 vorhanden ist, welche Klemme mit der Steueranordnung 16 verbunden ist, verursacht eine Änderung der Stellung des Schalters 18, dessen Stellung Γ wird, während die Klemme 7 mit dem Ausgang des Elementes 17 verbunden ist, dessen Eingang mit der Klemme 12 verbunden ist, wobei die Schalter 19 und 20 sich dann in der Stellung Tbefinden.

Bei der zweiten Regelphase wird die Anpassung durch Einstellung des Elementes 5 entsprechend einer Information, die von einem Diskriminator S geliefert wird, erhalten, dessen Ausgangsklemme 12 mit dem Eingang der Anordnung 16 verbunden ist, die beim Empfangen des Signals, das angibt, das die Anpassung erfolgt ist, dem Element 17 ein Sperrsignal liefert, so daß am Ausgang desselben keine Spannung mehr erscheint und das Element 5 den Wert beibehält.

Beim Vorhandensein einer zweiten Information, die angibt, daß die Konduktanz höher ist als 1 IRn. verbinden die "chaltungselemente das zweite reaktive Element 6 parallel mit dem ersten Element 5, das mit dem Belastungsnetzwerk reihengeschaltet ist, und dies wird durch den Schalter 15 erhalten, der sich unter Ansteuerung der Anordnung 16 in der Stellung T befindet.

Zum Durchführen der anderen ersten Regelphase wird die Abstimmklemme 7 mittels des Schalters 18 in der Stellung T mit dem Ausgang des Elementes 17 verbunden, während der Eingang des Elementes 17 mittels der Schalter 19 und 20, die sich beide in der Stellung Tbefinden, mit der Ausgangsklemme 12 eines »KonrJuktanzdiskriminators« 9 verbunden ist. Während dieser anderen ersten Regeiphase wird das »reaktive« Element 5 entsprechend einer Information abgestellt, die vom Diskriminator 9 geliefert wird, bis der relle Teil der Admittanz zwischen der Eingangsklemme 3 und Masse der Konduktanz des Sender-Empfängers nahezu entspi icht.

Das Signal, das diese vorhergehende Gleichheit angibt, beendet diese erste Regelphase und verursacht mittels der Anordnung 16, von der ein Eingang mit der Klemme 12 verbunden ist, die Änderung der Stellung des Schalters 18, der dann in die Stellung Λ gelangt, und verursacht auch die Änderung der Stellung des Schalters 19, der ebenfalls in die Stellung R gelangt, so daß der Eingang des Elementes 17 mit der Klemme 13 verbunden ist, wobei die Anpassung während der

anderen /weilen Regelphase endet, die aus der Einstellung des »reaktiven« Elements 6 besteht, bis der Diskriminator 10 angibt, daß die Anpassung erhalten wird, während die Anordnung 16 dem Element 17 das Sperrsignal liefert.

Wenn der Widerstand und die Konduktanz des Belastungsnetzwerkes kleiner sind als der Widerstand brw. die Konduktanz des Sender-Empfängers, kann die Anpassung dadurch erhalten werden, daß entweder die erste und die zweite Regelphase nacheinander erfolgte, oder dadurch, daß die andere erste und die andere /weite Regelphase nacheinander erfolgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zum Herbeiführen der Anpassung während der zweiten Regelphase ein »Phasendiskriminator« 11 verwendet; dies wird dadurch erhalten, daö am Ende der ersten Regelphaseti der Eingang des Elementes 17 mit der Ausgangsklcmmc 14 dieses Diskriminators Il entspricht:

miIti»Ic Ainpc

dadurch daß Ar'eingestellt wird und das r, gewählt wird, erhält man di=l//?u. Wenn Y die Admitlanz des Belastungsnetzwerkes auf dem Pegel der Klemme 3 gesehen ist. ist die Lösung dieser Gleichung (I):

wobei ~l( (...) bedeutet, daß man dem reellen Teil des eingeklammerten Elementes betrachtet.

Die Ausgangsspannung wird positiv oder negativ sein, abhängig von der Tatsache, ob W (Y) größer bzw kleiner ist als MR_n.

Unter »Widerstandsdiskriminator« wird eine Schal tungsanordnung verstanden, die eine positive bzw. negative Spannung liefert, wenn der reelle Teil der Impedanz, der durch das Helastungsnelzwcrk gegeben

verbunden wird.

Dieser Phasendiskriminalor liefert an seinem Aus gang eine Spannung, die den Phasenunterschied zwischen dem Strom und der Spannung an der Klemme 3 darstellt.

In dieser Ausführungsform arbeiten die Schalter 15 s und 19 zusammen und ihre Stellung ist während der beiden nacheinander folgenden Regelphasen unveränderlich.

Unter »Konduktanzdiskriminator« wird eine Schaltungsanordnung verstanden, die eine positive oder : negative Spannung liefert, wenn der reelle Teil der Admittanz an der Klemme 3 und durch das Hclastungswerk zurückgebracht größer bzw. kleiner ist als die Konduktan/ des Sender-Empfängers.

Dieser Konduktanzdiskriminator 9 enthält erstens ;■■ zwei gleiche Wicklungen 21 bzw. 22, die um die mn der Klemme 3 verbundenen Verbindungsleitungen gewikkelt ist und die einem Widerstand 23 bzw. 24. dessen Wert ft, ist. parallelgeschaltet ist. An den Enden dieser Wicklungen erhält man eine Spannung e. die dem Strom ι ■ /durch diese Verbindungsleittingen proportional ist.

c= kr, I.

wobei k ein Proportionalitätsfaktor ist. Die Kathode einer Diode 25 ist einerseits mit einem Ende der ■-Wicklung 21 verbunden (das andere Ende der Wicklung 21 ist mit Masse verbunden), und andererseits liegt die Kathode an einer Klemme eines Kondensators 26. dessen andere Klemme mit der genannten Verbindungsleitung verbunden ist. wobei die Anode dieser Diode mit Masse verbunden ir'. Auf diese Weise geschaltet detektiert diese Diode eine Spannung E:

E=k'V-kr_cl.

Vstellt die Spannung dar, die zwischen der Klemme 3 <und Masse vorhanden ist. Der Faktor ic'wird durch den Wert der Kapazität 26 bestimmt. Eine zweite Diode 27 detektiert die Spannung e an der Klemme der Wicklung 2Z

Diese gleichgerichteten Spannungen eund £ werden den beiden Eingängen ( + ) und (-) eines Differenzverstärkers 28 zugeführt, der dadurch die Module der Spannungen eund £ vergleicht.

Die Ausgangsspannung dieses Verstärkers ist gleich Null, wenn '-

ist. was einer Vektorbedingung der nachfolgenden Form Sender-Empfängers, wobei dieser Diskriminator 10 eine Wicklung 29 entsprechend den Wicklungen 21 und 22 enthält, die einem Widerstand 30. dessen Wert R, ist. parallel ist, wobei man jedoch zwischen den Enden dieser Wicklung 29 eine Spannung e'crhäli:

Der Diskriminator 10 enthält auch einen Kondensator 31, dessr^;: eine Klemme mittels der Verbindungslei tung mit der Klemme 3 verbunden ist. eine erste Diode 32. deren Kathode mit einem Ende der Wicklung 29 sowie mit der anderen Klemme des Kondensators 31 verbunden ist; auf diese Weise dculctiert diese Diode eine Spannuni' /:"':

/:"=*"■ V-k"r, I.

wobei k "ein Proportionalitätsfaktor ist, der hauptsächlich durch den Wert des Kondensators 31 bestimmt ist.

Eine zweite Diode 33 zwischen Masse und der Klemme eines Kondensators 33, dessen andere Klemme mit der Vcrbindungslcitung verbunden ist. der mit der Klemme 3 verbunden ist. richtet eine Spannung c" gleich:

c"= Ar".

kⁿ ist ein Proportionalitätsfaktor, der u. a. durch den Wert der Kapazität 34 bestimmt wird.

Die beiden Eingänge ( -) und (+) eines Differenzverstärkers 35, die mit der Kathode der Diode 33 bzw. 32 verbunden sind, ermöglichen es, daß der Vergleich der Module E' und e" möglich ist. Die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers ist Null, wenn

was einer Vektorgleichung der folgenden Form entspricht:

2 ft·,/

(2)

indem die Werte der unterschiedlichen Proportionalitätskoeffizienten gewählt werden, wobei man RO=Ro erhält. In diesem Fall, wenn Z die vom Pegel der Klemme 3 zurückgebrachte Impedanz des Belastungsnetzwerkes ist, ist die Lösung dieser Gleichung (2)

Vy(Z)=R₀.

An der Ausgangsklemme 13 hat man eine positive oder negative Spannung, je nachdem ob M (Z) größer bzw. kleiner ist als Rn-

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird nun mittels der Smith-Kurve nach Fig. 2 erläutert.

Bei der Erläuterung der Wirkungsweise wird vorausgesetzt, daß die Länge zwischen den Klemmen 3 und 2 gegenüber der Wellenlänge, auf der die Anordnung arbeiten muß, völlig vernachlässigbar ist.

Auf li.eser Kurve sind die Impedanzen sogenannte reduzierte Impedanzen, d. h., daß diese Impedanzen durch die charakteristische Impedanz R₀ des Kabels geteilt sind, welche die Verbindungen zwischen dem Sender-Empfänger und der Antenne mittels einer erfindungsgemäßen Anordnung versorgen.

Jede Impedanz des Belastungsnetzwerkes, die zwischen der Klemme 2 und Masse liegt, kann durch einen Punkt auf dieser Kurve dargestellt werden, welcher Punkt der Schnittpunkt von zwei K reisen ist, von denen der eine den reellen Teil der Impedanz (Kreis R) angibt und wobei ücr aiiücic ücii iriiägiiiäi'cri Teil (Kreis X) darstellt; gemäß der Stelle, an der sich diese Punkte befinden, ist der Anpassungsprozeß etwa verschieden.

Ein erster Fall wird betrachtet, wenn dieser Punkt innerhalb des Kreises R=\ liegt; es wird dabei vorausgesetzt, daß S der Punkt ist, der eine reduzierte Impedanz darstellt, die gekennzeichnet wird durch

G < 1, wobei G= Mf (1/^ist,

d. h, der Fall, wobei die Konduktanz des Belastungsnetzwerkes kleiner ist als die des Sender-Empfängers und auch gekennzeichnet durch R > 1, wobei R= W (z) ist.

In diesem Fall ist das »reaktive« Element 6 mit dem Belastungsnetzwerk parallel geschaltet. Deutlichkeitshalber wird dann zunächst vorausgesetzt, daß die Reaktanz durch das Element 5 Null ist, d. h., daß die Impedanz an der Klemme 3 gesehen während der ersten Regelphase der Impedanz an der Klemme 2 gesehen entspricht. Durch Änderung des Blindleitwertes des Elementes 6 beschreibt der Punkt, der der Impedanz der Schaltungsanordnung des Belastungsnetzwerkes parallel zum Element 6 folgt, eine Kurve G\. Diese Kurve Gi ist ein Kreisbogen, der durch die Symmetrie der Mitte O (welcher Punkt durch R= 1 und X=O definiert wird) des Kreises R, auf dem sich der Punkt S'befindet, erhalten wird, welcher Punkt mit dem Punkt 5 gegenüber O symmetrisch ist und in diesem Beispiel auf dem Kreis /?=0,5 liegt

Die Kurve Gi schneidet den Kreis R= 1 an den Punkten A und B. Wenn man sich an einem dieser Punkte befindet kehrt die vom »Widerstandsdiskriminator« gelieferte Spannung ihr Vorzeichen um, wodurch ein Steuersignal für den Schalter 18 erhalten wird, so daß das Element 6 seinen Wert behält (in dem Falle, wo die Elemente 5 und 6 Induktivitäten der obengenannten Art sind). Die Wahl von SA oder SB wird durch die Art des induktiven oder kapazitiven Elementes oder durch die Richtng der Änderung des Blindleitwertes bestimmt

Um die völlige Anpassung herbeizuführen, ist es nur notwendig, das reaktive Element 5 mit der obengenannten Schaltungsanordnung in Reihe zu schalten; Änderung der Reaktanz dieses Elements ändert den durch den Punkt A bzw. B dargestellten Impedanzwert, der dabei, entlang der Bogen AO oder BO auf dem Kreis A= 1 gehend, einen durch den Punkt O angegebenen Impedanzwert annehmen wird.

Diese Änderung der Reaktanz des Elementes 5 läßt sich entweder durch den »Konduktanzdiskriminator« 9 oder durch einen »Phasendiskriminator« bestimmen.

Ein zweiter Fall ist der, in dem der Punkt, der die Impedanz des Belastungsnetzwerkes angibt, sich innerhalb des Kreises G=I befindet (der Kreis ist symmetrisch gegenüber dem Kreis R= I gegenüber O). Ist T dieser Punkt, so ist die impedanz des Belastungsnetzwerkes ζ !"gekennzeichnet durch R < 1, d. h, der Fall, in dem der Widerstand des Belastungsnetzwerkes kleiner ist als der Sender-Empfänger und auch gekennzeichnet durch G> !,wobei G=K(VJr)ISt.

Das Element 6 wird mit der Reihenschaltung aus dem reaktiven Element 5 und dem Belastungsnetzwerk parallel geschaltet, so daß, wenn die Reaktanz dieses Elementes 5 ändert, die Kurve Gj beschrieben wird, die ein Bogendes Kreises R= M (3r) ist und an den Punkten / und / den Kreis G=I schneidet, wobei an diesen Punkten der »Konduktanzdiskriminator« ein Signal liefert, so daß mittels der Anordnung 16 die vom Element 5 erzeugte Reaktanz auf einen geeigneten

Wci'i IcStgCICgi WiTu, (im ϊηίί uCrn PCSkiiVCm i_.iCm1Cmi β

mit der Anpassung weiterzufahren; der Punkt, der die von der Klemme 2 gesehene Impedanz darstellt, beschreibt den Bogen IOund JO des Kreises G= 1, und zwar als Funktion der Änderung des Blindleitwertes des Elementes 6, und zwar abhängig davon, ob man den Punkt/oder den Punkt/betrachtet

Der dritte und letzte Fall ist der, wobei der Punkt, der die Impedanz des Belastungsnetzwerkes darstellt, sich auf dem Kreis R= 1 und G=I befindet Ist U dieser Punkt, so wird die Impedanz gekennzeichnet durch G< 1 und R< 1; in diesem dritten Fall können die beiden genannten Methoden angewandt werden. Man kann, wie im ersten Fall zunächst den Wert des Elementes 6 einstellen, den das Belastungsnetzwerk parallel sieht, dann wird der Kreis UE oder UF beschrieben, und danch den Wert des Elementes 5, und dann wird der Bogen EOoder FObeschrieben. Man kann auch, wie im zweiten Fall, zunächst das mit dem Belastungsnetzwerk im Reihe geschaltete Element 5 einstellen,dann wird der Kreisbogen UG oder UH beschrieben, und danach den Wert des Elementes 6, das dem Ganzen parallel geschaltet ist, und dann wird der Kreisbogen GO oder HObeschrieben.

Es sei bemerkt, daß durch die Erfindung die Einstellungen der Elemente 5 und 6 unabhängig voneinander sind. Sobald ein erstes Element eingestellt worden ist, macht eine Änderung des Wertes des zweiten Elementes es nicht notwendig, daß der Wert des ersten Elementes korrigiert wird.

Außerdem können im Anfang des Anpassungsprozesses die reaktiven Elemente innerhalb des Änderungsgebietes einen beliebigen Wert haben.

Denn im ersten Fall weicht die an der Klemme 3 gesehene Impedanz nur durch die vom Element 5 erzeugte Reaktanz von dem an der Klemme 2 ab, d. h„ daß der Wert des reellen Teils der Impedanz bei der Klemme 2 der Impedanz bei der Klemme 3 entspricht Der Blindleitwert des Elementes 6 wird geändert, bis dieser reelle Teil in verringertem Wert nicht dem vom »Widerstandsdiskriminator« delektierten Wert nahezu gleich ist

In dem zweiten Fall wird in Anbetracht der Admittanzen dargelegt, daß der Blindleitwert des Elementes 6 im Anfang der ersten Regelphase beliebig sein kann, da der »Konduktanzdiskriminator« für den reellen Teil der Admittanz auf dem Pegel der Klemme 3 empfindlich ist, und dieser reelle Tefl wird durch den Blindleitwert des Elementes 6 nicht geändert

Außerdem erleichtert die Wahl der Schaltungsanord-

nung für den dritten Fall die Konzeption der Anordnung.

Das Vorhandensein des »Phasendiskriminators« Il ist nicht unbedingt erforderlich, da die Anpassung durch die beiden anderen Diskriminatoren erfolgen kann. Die Anwendung eines Phasendiskriminators hat jedoch gewisse Vorteile.

In der Praxis braucht die Anpassung nicht perfekt zu sein; weil ein Stehwellenverhältnis ⁵S 1,5 auf der Übertragungsleitung, die mit dem Ausgang des Sender-Empfängers verbunden ist, gestattet ist.

Die Widerstands- und Konduktanzdiskriminatoren können nicht äußerst genau sein. Als Beispiel wird vorausgesetzt, daß der erste Fall gewählt wird und daß der Widerstandsdiskriminator, der nicht sehr genau ist, eine Nullspannung liefert, wenn R=\+e, d.h., daß ausgehend von demselben Punkt 5 die Punkte Al oder Bl erreicht werden. Die Änderung der Reaktanz des Elementes 5 iüiiri ua/u, uäu iici Ki'ciS η = ί+β beschrieben wird. Die Punkte dieses Kreises haben keinen gemeinsamen Punkt mit dem Kreis G= I, d. h., daß der »Konduktanzdiskriminator«, der eingestellt ist, um eine Spannung zu liefern für G=I oder G>\, beispielsweise immer eine Spannung 1 liefert. Es gibt keinen Gleichgewichtspunkt mehr. Ein Phasendiskriminator, der gut eingestellt ist, ermöglicht es, daß der Gleichgewichtspur.kt O' ist, (/?=Ι+ε, X-^O), wenn er schiecht eingestellt ist, wird es immer einen Gleichgewichtspunkt geben, der auf dem Kreis /?= I -f-e liegt und im so näher beim Punkt O', je genauer dieser Phasendiskrirninator ist. Durch die Anwendung eines Phasendiskriminators ist es daher nicht notwendig, daß die übrigen Diskriminatoren genau geeicht werden.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird ein Phasendiskrirninator verwendet. Dadurch können die Schalter 15 und 19 verknüpft werden und ihre Stellungen werden durch die Impedanz zwischen der Klemme 2 und Masse bestimmt, wobei die Schalter 18 und 20 ihre Stellung zwischen der ersten Regelphase und der zweiten Regelphase ändern.

In Fig.3 wird als Beispiel eine Kurve dargestellt, welche die Änderung der Impedanz einer Peitschenantenne zeigt als Funktion der Frequenz für ein Gebiet zwischen 20 und 80 MHz.

Diese unterschiedlichen Impedanzen müssen durch die Anpassungseinheit 4 in eine Impedanz nahe 50 Ohm umgewandelt werden. F i g. 4 zeigt ein praktisches Beispiel einer Anpassungseinheit. In dieser Figur sind außer dem Schalter 15 entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 angedeutet, wobei jedoch der genannte Schalter das Bezugszeichen /?i hat.

Das »reaktive« Element 5 besteht aus einer veränderlichen Induktivität L_n deren Wert zwischen 0,1 und 0,7 μΗ entsprechend einer der Klemme 7 zugeführten Spannung variiert (diese Induktivität kann beispielsweise eine Spule mit einem Schiebekontakt sein, der von einem Motor angetrieben wird, der durch eine der Klemme 7 zugeführte Spannung gespeist wird), aus einer festen Induktivität Lf, deren Wert 0,6 μΗ ist, und einer Kapazität C von 33 pF, wobei diese Teile reihengeschaltet sind. Dabei ermöglicht es ein Kontakt k, des Relais R₂, daß die Kapazität C kurzgeschlossen wird, wie die Induktivität Lidurch einen Kontakt k\ des Relais /?i kurzgeschlossen werden kann.

Das »reaktive« Element 6 enthält eine veränderliche Induktivität L\ entsprechend der Induktivität L_n und zwar in Reihe mit einer Induktivität ΖΛνοη 0,5 μΗ und in Reihe mit einer Kapazität Cvon 8,2 pF.

Die Kuriiakie Λ2 ucS Relais /?2 und /\j ermöglichen es,

die Kapazität C" mit der Induktivität L'i kurzzuschließen.

Um den vom Relais verbrauchten Strom zu sparen, welches erforderlich ist, um ihn in der Arbeitsstellung T zu halten, sind die unterschiedlichen Kontakte derart ausgebildet, daß, wie die notwendige Schaltungsanordnung auch sein möge, um das Belastungsnetzwerk anzupassen, dessen Impedanzänderungen in Fig. 3 dargestellt werden, es immer eine minimale Anzahl von Relais in der Stellung Tgibt und die anderen sich in der Ruhestellung R befinden.

Die untenstehende Tabelle zeigt die Verteilung der Untergebiete und die dazugehörende Schaltungsanordnung der Ruhe- und Arbeitsstellunge der Anpassungseinheit.

Untergebiet iler Stellung

betrachteten Frequenz von R\

Stellung
von Ri

20 bis 25 MII/ 25 bis 30 MII/. 30 bis 40 MII/ 40 bis 60 MII/ 60 bis 80 MH/

T T R R R

R R R T T

Stellung von K)

T R R T R

Für ein veränderliches Element (Induktivität Lv) ist es ersichtlich, daß es möglich ist, praktisch alle Impedanzen anzupassen, deren Punkte sich in der Smith-Kurve befinden, und zwar unter der Bedingung, daß die veränderlichen reaktiven Elemente mit festen »reaktiven« Elementen (Induktivitäten und Kapazitäten) kombiniert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anpassungsschaltung für die Anschaltung einer Hochfrequenzquelle, insbesondere eines Sender-Empfängers, an ein Belastungsnetzwerk, insbesondere eine Antenne, bei der zwei einstellbare Reaktanzen vorgesehen sind, von denen die erste Reaktanz zwischen Hochfrequenzquelle und Belastungsnetzwerk als Längszweig geschaltet ist und zur Änderung der Konduktanz des Belastungsnetzwerkes auf einen für die Anpassung erforderlichen Wert dient, während die zweite Reaktanz als Querzweig angeordnet ist und zur Änderung des reellen Teils der Impedanz auf einen die Anpassung erforderlichen Wert dient, und bei der ferner mindestens zwei in den Übertragungsweg eingeschaltete Steuereinheiten für die Einstellung der Reaktanzen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpaßschaltung einen Schalter (15) aufweist, der in Reihe mit der zweiten Reaktanz (6) angeordnet ist und in seiner ersten Schaltlage (R) die zweite Reaktanz (6) dem Belastungsnetzwerk (I) parallel schaltet und in seiner zweiten Schaltlage (T)d\e zweite Reaktanz (6) der Reihenschaltung aus der ersten Reaktanz (5) und dem Belastungsnetzwerk (1) parallel schaltet, daß dieser Schalter (15) beim Vorhandensein einer ersten Information, die wenigstens die Tatsache angibt, daß der Widerstand des Belastungsnetzwerkes größer ist als der des Sender-Empfängers, in seine erste Schaltlagc (R) gebracht wird, und eine erste Steuereinheit (10) in einer ersten Regelphase die Einstellung der zweiten Reaktanz (6) ändert, bis der reelle Teil der Impedanz an ^.en Eingangsklemmen (3) dem Widerstand des Sender-Empfängers nahezu entspricht, während in einer unmittelbar darauffolgenden zweiten Regelphase eine zweite und dritte Steuereinheit (9 und 11) die Einstellung der ersten Reaktanz (5) bewirkt, und daß dieser Schalter (15) beim Vorhandensein einer zweiten Information, die wenigstens angibt, daß die Konduktanz des Belastungsnetzwerkes (1) höher ist als die des Sender-Empfängers, in seine zweite Schaltlage (T) gebracht wird, und die zweite Steuereinheit (9) während einer anderen ersten Regelphase die erste Reaktanz (5) ändert, bis der reelle Teil der Admittanz an den Eingangsklemmen (3) der Konduktanz des Sender-Empfängers nahezu entspricht, während in einer unmittelbar darauffolgenen zweiten Regelphase die erste und dritte Steuereinheit(10und 11) die Einstellung der zweiten Reaktanz bewirkt.

2. Anpassungsschaltung nach Anspruch I dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit ein Admittanzdiskriminator, daß die zweite Steuereinheit ein Widerstandsdiskriminator ist und daß die dritte Steuereinheit ein Phasendiskriminator ist.