-
Übertrager für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die Erfindung
bezieht sich auf einen Übertrager für sehr kurze elektromagnetische Wellen, bestehend
aus einer in sich geschlossenen Leitungsschleife, an die wenigstens drei Leitungen
in derartigem gegenseitigem Anstand angeschaltet sind, daß in eine der Leitungen
eingespeiste elektromagnetische Wellen auf die anderen beiden Leitungen verteilt
werden und die anderen der beiden zeitungen gegenseitig entkoppelt sind (Ringhybrid).
-
Einrichtungen der vorbezeichneten Art werden häufig auch als Leistuisteiler
bezeichnet. Sie sind auch unter dem Bachausdruck "Ringhybrid" bekarzjt, wobei die
elektrischen Leitungslängen zwischen den einzelnen Anschlußstellen innerhalb der
geschlossenen Leiterschleife je nach der Ausbildung unterschiedlich sind. In der
Literatur befinden sich hierüber vor allem Aussagen in den USA-Patentschriften 2
147 809 und 2 244 756.
-
Bei der Iieistungsauft£ilung bzw. Beistungsaddition ist es häufig
erforderlich, gleichzeitig bestimmte frequenzen zu sperren bzw. d-efiniert abzuschließen.
So sollen beispielsweise bei der Parallelschaltung zweier Verstärker die erste und
zweite Harmonische unterdrückt werden und bei Gegentaktmischern im Mikrowellenbereich
ein definierter Abschluß der Summenfrequenz und der doppelten Oszillatorfrequenz
erfolgen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine derartige Einrichtung
eine Lösung anzugeben, mit der die vorstehend genannten Forderungen erfüllt werden
bei gleichzeitig platzsparendem Aufbau.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Ubertrager der einleitend geschilderten
Art in der Weise gelöst, daß an den jeweiligen Anschlußstellen der Leitungen Roaktanzzweipole
mit solchem Reaktanzverlauf angeschaltet sind, daß sie für eine vorbestimmte Anzahl
zu sperrender Frequenzen jeweils eine Serienresonanz aufweisen und daß die I,eitungslangen
und Zellen widerstände in der Beit-erschleife, die zwischen den einzelnen Anschlüssen
liegen, derart bemessen sind, d&ß im Zusammenwirken mit den Blindleitwerten
der Reaktanzzweipole im Betriebsfrequenzbereich die Entkopplungsbedingungers erfüllt
sind.
-
Die Reaktanzzweipole sind dabei in vorteilhafter Weise als Stichleitungen
ausgebildet, von denen an den jeweiligen Anschlußstellen gegebenenfalls mehrere
parallel angeschaltet sind.
-
In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist ferner
vorgesehen, daß die Leitungsabschnitte zwischen den entkoppelten Ein- und Ausgängen
in ihrer Mitte kapazitiv wirkende Leitungsansätze aufweisen.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungebei spielen näher
erläutert.
-
Es zeigen in der Zeichnung: Figur 1 einen bekannten Übertrager (Ringhybrid),
bei dem vier Leitungsabechnitte zu einer
geschlossenen Beiterschleife
zusammengefügt sind und Fig. 2 bis 7 Übertrager mit erfindungsgemäßer Ausbildung.
-
Die bekannte Einrichtung nach Figur 1 arbeitet in der Weise, daß bei
Einspeisung elektromagnetischer Wellen in den Anschluß 1 diese Wellen aufgeteilt
werden auf die Anschlüsse 3 und 4, während der Anschluß 2 entkoppelt ist. Damit
die Impedanzverhältnisse in dieser Schaltung den Anforderungen genügen, wid diese
üblicherweise derart bemessen, daß der Schleifenteil zum Anschluß 1 und 2 und der
Schleifenteil zum Anschluß 3 und 4 jeweils den Wellenwiderstand ZO haben, während
der Schleifenteil zwischen den Anschlüssen 1 und 3 und den Anschlüssen 2 und 4 jeweils
den Wert
haben.
-
Die Beitungslängen der einzelnen Beitungsabschnitte sind dabei A/4,
wobei unter A die mittlere Betriebsfrequenz des bei dieser Anordnung gegebenen einzigen
Betriebsfrequen; bereichs verstanden wird; Uberlegungen im Rahmen der Erfindung
haben gezeigt, daß ein Vierpol, bei dem man in Abwandlung zu dem bekannten 3 dB-Hybrid
die niederohmigen Leitungen des Wellenwiderstandes
durch einen allgemeinen Vierpol ersetzt und an den Verzweigungspunkten Stichleitungen
anordnet, bei der Mittenfrequenz des Hybrids die gleiche Vierpolphase w und den
gleichen Vierpolwellenwiderstand
besitzt.
-
Damit bleiben also die Eigenschaften als Leistungsteiler bei der Mittenfrequenz
des ursprünglichen Hybrids erhalten.
-
Wegen des Frequenzgangs des Vierpolwellenwiderstandes ZW(f) und des
nichtlinearen Phasengangs der Vierpolphase #W(f) ändern sich die Frequenzgänge der
Leistungsaufteilung, der
Entkopplung und des Reflexionsfaktors.
Die entsprechend bemessenen leerlaufenden Stichleitungen stellen z.B. bei der doppelten
Mittenfrequenz des ursprünglichen Hybrids Kurzschlüsse dar, so daß diese Frequenz
gesperrt wird.
-
In Figur 2 ist eine derartige Anordnung dargestellt, wobei alle Leitungen,
dh. sowohl die einzelnen Leitungen der Beiterschleife zwischen den einzelnen Verzweigungspunkten
als auch die Stichleitungen 5 bis 8 jeweils den Wellenwiderstand Z0 aufweisen. Die
elektrische Länge bzw. das Phasenmaß 0 der Beitungsabschnitte zwischen den Anschlüssen
1 und 2 und 3 und 4 ist unverändert A/4, bzw. 900, während die Leitungsabschnitte
zwischen den Anschlüssen 1 und 3 und 2 und 4 sowie die Stichleitungen 5 bis 8 eine
elektrische Länge bzw. ein Phasenmaß von A/8 bzw. 450 aufweisen. Die leerlaufenden
# #m/8-Stichleitungen 5 bis 8 stellen bei der doppelten Mittenfrequenz des ursprünglichen
Hybrids Kurzschlüsse dar, so daß diese Frequenz gesperrt wird. Dieser Effekt läßt
sich bei einem Gegentaktmischer mit relativ kleinem Frequenzabstand der Oszillator-
und Einpfangsfrequenz in vorteilhafter Weise dazu verwenden, die entstehende Su=menfrequenz
f fe + 9 zu sperren und die doppelte Oszillatorfrequenz kurzzuschließen und bei
der Parallelschaltung zweier Verstärker zur Unterdrückung der ersten und zweiten
Harmonischen.
-
Für einen Ringhybrid mit den Wellenwiderständen ZL1 und ZL2 für die
Beitungsabschnitte zwischen den Anschlüssen 1 und 3 und 2 und 4 bzw. 1 und 2 und
3 und 4 und der elektrischen Länge bzw. dem Phasenmaß 61 bzw. #2 für die einzelnen
Leitungsabschnitte gelten folgende Beziehungen:
Bei einer Länge der Stichleitungen von #m/8 für die Unterdrückung der doppelten
Mittenfrequenz beträgt die elektrische Länge bzw. das Phasenmaß e3 der Stichleitungen
45°. Für den Wellenwiderstand ZL3 der Stichleitungen gilt
Die allgemeinen mathematischen Beziehungen fiir die elektrische Länge bzw. das PhaseuLaß
e3 und den Wellenwiderstand Z der Stichleitungen lauten
Diese Gleichungen gelten also für den Pall, daß eine andere Frequenz als die doppelte
Mittenfrequenz gesperrt werden soll. Will man nun mehrere Frequenzen sperren, so
werden die Stichleitungen an den Verzweigungspunkten des Ringhybrids durch allgemeinere
Reaktanz-Zweipole ersetzt, die für die zu unterdrückenden Frequenzen Dämpfungspole
und für die Mittenfrequenz den Blindleitwert B besitzen, wobei sich B aus der Gleichung
für den Wellenwiderstand ergibt, wenn man
setzt.
-
Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind an den Beitungsabschnitten zwischen
den entkoppelten Ein- und Ausgängen in deren Mitte kapazitiv wirkende Leitungsansätze
9 und 10 angebracht, mit welchen eine geringfügige Variation der Leistungsaufteilung
möglich ist. Dabei sind Länge und Wellenwiderstand der betreffenden Beitungsabschnitte
und der Wellenwiderstand der Stichleitungen mit geringfügiger Abweichung von ihrem
Normalwert zu bemessen. Eine nachträgliche Korrektur bzw.
-
ein nachträglicher Abgleich auf die exakte Mittenfrequenz ist durch
eine änderung der Länge der Stichleitungen 5 bis 8 möglich.
-
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ringhybrid sind die an-den einzelnen
Verzweigungsstellen angeordneten Reaktanz-Zweipole mit B1 (f) und B2 (f), welche
auf den zu unterdrückenden Frequenzen Dämpfungspcle besitzen, bezeichnet. Die Wellenwiderstände
zwischen den Anschlüssen 1 und 3 und 2 und 4 sind mit ZB1 und ihre elektrische Länge
bzw. das Phasenmaß ist mit 91 bezeichnet, der Wellenwiderstand der leitungsabschnitte
zwischen den Anschlüssen 1 und 2 und 3 und 4- mit ZB2 und deren elektrische Länge
bzw. Phasenmaß mit #2, Die Figuren 4 und 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel eines
Ringhybrids mit Stichleitungen, bei dem die Frequenzen f#1 = 2 f2 und f#2 = 2 f0
unterdrückt werden sollen. Im ersten Ausführungsbeispiel sind an jeder Verbindungsstelle
der einzelnen Beitungsabschr:itte jeweils zwei Stichleitungen angeordnet, von denen
jeweils eine an jedem Verbindungspunkt einen Dämpfungspol auf der Frequenz 2 fe
und elne einen Dämpfungspol auf der Frequenz 2 fO besitzt. Bei der anderen Ausführungsform
nach Figur 5 sind an den Verzweigungsstellen am Anschluß 3 und 4 jeweils zwei Stichleitungen
angeordnet, von denen jeweils eine einen Dämpfiingspol auf der Frequenz 2 f
und
auf der Frequenz 2 fO besitzt, während an den Verzweigungsstellen bei den Anschlüssen
1 und 2 nur jeweils eine Stichleitung angeordnet ist, die einen Dämpfungspol auf
der Prequenz 2 fe bzw. 2 fO besitzt.
-
In entsprechender Weise sind in den Figuren 6 und 7 zwei Ausführungsformen
eines Ringhybrids mit Stichleitungen dargestellt, bei dem die Frequenzen f21 = 2
fm und f>D2 = 3 fm gesperrt werden sollen. Die Stichleitungen an den Verbindungsstellen
besitzen hierbei Dämpfungspole auf den zu unterdrückenden Frequenzen 2 fm und 3
fm bei zwei Stichleitungen an einem Verzweigungspunkt und 2 bzw. 3 fm bei einer
Stichleitung an einem Verzweigungspunkt.
-
3 Patentansprüche 7 Figuren