DE479769C - Zwei- oder mehrgliedriges Wellenfilter zur Beseitigung von stoerenden Nebenwellen bei Hochfrequenzsendeanlagen - Google Patents

Description

• Zwei- oder mehrgliedriges Wellenfilter zur Beseitigung von störenden Nebenwellen bei Hochfrequenzsendeanlagen In der Hochfrequenztechnik macht man oft von Wellenfiltern Gebrauch, die einen Kurzschluß für eine gewisse Wella, aber einen beträchtlichen Widerstand für alle anderen Wellen bilden.
• Die gewöhnliche Ausführung eines derartigen Wellenfilters, bei dem eine Selbstinduktion L und eine Kapazität C in Reihe geschaltet sind, ist in Abb. z dargestellt. Der resultierende scheinbare Widerstand dieses Systems ist (wenn der Ohmsche Widerstand so klein ist, daß er praktisch nicht in Frage kommt) gleich Null, für die Frequenz (,)o bzw. für die Wellenlänge X0, die mit der Eigenfrequenz bzw. mit der Länge der Eigenwelle des Systems zusammenfällt, für eine andere Frequenz w bzw. Wellenlänge X dagegen besitzt dieser scheinbare Widerstand den Wert und die Phasenrichtung der resultierenden Reaktanz R,, wobei Dieser Ausdruck ist für alle Wellen X, welche kürzer sind als Äo, positiv, für alle Wellen dagegen, welche länger sind als ao, negativ. Dies bedeutet physikalisch, daß für X < ?..o der Widerstand ein induktiver ist, für X > h.0 dagegen ein kapazitiver. In vielen Fällen aber bildet ein kapazitiver Widerstand nicht nur kein Hindernis für einen Wechselstrom, sondern fördert sogar denselben, z. B. wenn eine EMK vorhanden ist, die durch voreilenden Strom verstärkt wird.
• Um nun den in- diesen Fällen auftretenden geschilderten Übelstand zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung der Kurzschluß für die gewünschte Welle durch ein an sich bekanntes, zwei- oder mehrgliedriges Wellenfilter gebildet, welches aber derart bemessen ist, daß es für die störenden Wellen einen induktiven Widerstand bietet. Das ist immer möglich, wenn man z. B. in Reihe mit einer Induktanz oder einer Induktanz und Kapazität eine Verzweigung aus einer Induktanz und parallel zu der letzteren geschalteten Kapazität legt und die einzelnen Elemente entsprechend bemißt.
• Abb. a stellt ein Ausführungsbeispiel der Kurzschlußanordnung nach der Erfindung dar. Hier ist in Reihe mit einer Selbstinduktion La eine Verzweigung, bestehend aus lein@er Kapazität C, und einer Selbstinduktion LS, geschaltet. Ist die Eigenwelle des in sich geschlossenen Kreises CS, L, gleich a5, so läßt sich die resultierende Reaktanz R, der ganzen Kurzschlußanordnung für eine beliebige Frequenz w bzw. Wellenlänge A wie folgt darstellen Für die positiven Werte der Größe R, hat dar Widerstand einen induktiven Charakter, für die negativen Werte- einen kapazitiven Charakter. Als Funktion von X hat den in Abb. z dargestellten Verlauf: für unendlich kleine Werte von 1` ist gleich L",- nimmt mit wachsendem A ab, wird gleich Null für einen bestimmten Wert ag, dann wird negativ (d. h. der Widerstand wird kapazitiv) und 'nähert sich dem Werte -Co, wenn X sich der Eigenwelle X, der Verzweigung CS, L, nähert. Überschreitet X den Wertas, so wird und bleibt die Größe R, positiv, indem von + oo abnimmt und sich asymptotisch mit wachsendem X dem Wert (La + L,) nähert.
• Um nun den durch die Anordnung verfolgten Zweck zu erreichen, muß das System so bemessen werden, daß zwei Bedingungen erfüllt sind: Erstens muß für die bestimmte, ungeschwächt durchzusiebende Welle an der Widerstand R, entweder einen vollkommeneren. oder etwas kapazitiven Kurzschluß darstellen, d. h. a" muß entweder gleich oder etwas länger als X,( sein, wobei XK der Gleichung genügt und länger ist als die auf X" folgende nächst kürzere, in der Anlage vorhandene Welle.
• Zweitens muß die Eigenwelle X, der Verzweigung Ls, C länger sein als X", aber kürzer als die nächst längere Welle, die in der Anlage auftreten kann.
• Nehmen wir z. B. an, daß durch das abgestimmte Filter gemäß der Erfindung die siebente Oberwelle ungeschwächt hindurchgesiebt, die anderen aber vernichtet -,verden sollen und daß ferner in oder Anlage nur alle möglichen ungeraden Oberwellen X7, Äs ... erzeugt werden können, dann wird man das obenbeschriebene System so abstimmen, daß erstens sein XK gleich oder etwas kürzer als die siebente Oberwelle aber jedenfalls länger als die neunte Oberwelle X9 ist, und zweitens, daß X, länger als aber kürzer als X5 ist. Dann wird der resultierende Widerstand R, für alle in dar Anlage auftretenden Oberwellen außer der siebenten ein induktiver sein.
• Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in Abb.3 dargestellt. Hier ist in Reihe mit La noch eine Kapazität Ca geschaltet. Die Eigenwelle des Teiles La, Ca sei a", die des Kreises CS, L, wie vorher XS, die entsprechenden Eigenfrequenzen seien cöa und w,,. Dann läßt sich der resultierende Widerstand der ganzen Anordnung bei Vernachlässigung des Ohmschen Widerstandes wie folgt durch die resultierende Reaktanz darstellen: Den Verlauf der Größe als Funktion von a zeigt die Abb. 3a für den Fall, daß k#, C X, ist und die Abb. 3b für den Fall, daß k > Xs ist. In beiden Fällen geht die Funktion zweimal durch Null vom Positiven ins Negative; das bedeutet: es gibt in jedem Falle immer zwei reelle positive (d. h. physikalisch existierende) Werte von X_ - (einen kleineren XK und einen größeren a,") _, für die die Anordnung einen praktisch vollkommenen Kurzschluß darstellt. Die Werte von a" und Jas liegen zwischen XK und a,". Dem kapazitiven Widerstand entsprechen die gestrichelten Gebiete, deren ierstes zwischen Xrt und a, und deren zweites links von a," liegt.
• Damit nun keine in der Anlage vorhandenen Oberwellen, außer der ungeschwächt durchzusiebenden, in die kapazitiven Gebiete fallen, wird die Anordnung wie folgt abgestimmt z. Die kürzere Kurzschlußeigenwelleag der Anordnung wird so gewählt, daß sie gleich oder etwas kürzer als die ungeschwächt durchzulassende Oberwelle an ist.
• z. Die längere Kurzschlußeigenwellea" der Anordnung wird so gewählt, daß sie länger als die längste in der Anlage auftretende Welle, gegebenenfalls Grundwelle X1 ist. Soll aber auch die Grundwelle ungeschwächt hindurchgelassen werden, so wird A," so. gewählt, daß sie gleich oder etwas kürzer als ist, aber länger als die nächste Oberwelle. 3. Die beiden Eigenwellen X" und X, müssen länger als XK und kürzer als a" gewählt werden.
• 4. l, muß länger als die ungeschwächt durchzulassende Oberwelle X", aber kürzer als die nächst längere, in der Anlage auftretende Oberwelle sein.
• Soll z. B. nur die siebente Oberwelle und die Grundwelle ohne wesentliche Abschwächung hindurchgelassen und alle anderen Oberwellen abgeschwächt werden und sind in der Anlage nur alle ungeraden Oblerwellen möglich, so wird man die Kurzschlußanordnung nach Abb.3 so abstimmen, daß XK gleich oder etwas kürzer als X7, aber länger als X9 ist, h," gleich oder etwas kürzer als Xi, aber länger als X3 ist, ?.Q und a, zwischen 1K und X," liegen und X, dabei zwischen a7 und X5 enthalten ist.
• Die Erfindung ist besonders wichtig für die Frequenzsteigerung in einer Stufe, wobei durch einen Transformator bzw. Eisendrossel viele verschiedene Oberwellen entstehen, von denen nur eine gewünscht ist, während alle an-Ideren. vernichtet bzw. unterdrückt werden sollen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zwei- oder mehrgliedriges Wellenfilter zur Beseitigung von störenden Nebenwellen bei Hochfrequenzanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenfilter so bemessen ist, daß es für die erwünschten Frequenzen einen Kurzschluß und für die störenden Wellen einen induktiven Widerstand bietet. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine Selbstinduktion (La) in Reihe mit einer aus Kapazität (C,) und paralleler Selbstinduktion (Ls) bestehenden Verzweigung gebildet ist (Abb. a), wobei der Kurzschluß für die ungeschwächt durchzusiebende Oberwelle entweder ein vollkommener oder etwas kapazitiver sein kann. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der aus Kapazität (C,) und Selbstinduktion (Ls) bestehenden Verzweigung sowohl eine Selbstinduktion (La) wie eine Kapazität (Ca) liegt (Abb.3) und die Bemessung derart ist, daß von allen- in der Anlage vorhandenen oder möglichen Wellen entweder nur eine bestimmte Oberwelle oder auch außerdem noch die Grundwelle durch den (vollkommenen oder etwas kapazitiven) Kurzschluß ungeschwächt durchgelassen wird. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Frequenzsteigerung vermittels übersättigter Eisendrosseln (mit oder ohne Gleichstrom).