DE495354C

DE495354C - Method of coupling electrical oscillating circuits of different impedances in such a way that their impedances are matched to one another

Info

Publication number: DE495354C
Application number: DER77483D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1928-03-23
Filing date: 1929-03-14
Publication date: 1930-04-07
Also published as: NL30417C; GB308664A; US1778395A

Description

Gewöhnlich werden die Impedanzen von Sendeleitungen einander angepaßt, um diese reflexionslos zu machen; da der Kreis oder die sonstige Abzweigung der Leitung, mit der die Leitung gekoppelt werden soll, oft nicht die richtige Impedanz haben, ist es oft notwendig, Vorrichtungen zum Anpassen der Impedanz zu verwenden. Solche Vorrichtungen bestehen in einfachen Transformatoren für Niederfrequenzenergie oder in komplizierten Kombinationen von Induktoren und Kondensatoren für Hochfrequenzenergie. Diese Einrichtungen sind für den praktischen Gebrauch außerhalb von Gebäuden schwer herzustellen und müssen deshalb in wetterfesten Gehäusen untergebracht werden, wodurch die ganze Anordnung teurer und komplizierter wird.Usually, the impedances of transmission lines are matched to one another to render reflectionless; because the circle or other branch of the line with which the line is to be coupled, often does not have the correct impedance, it is often necessary to To use devices to match the impedance. Such devices consist in simple transformers for low frequency energy or in complicated combinations of inductors and capacitors for high frequency energy. These devices are difficult and must be manufactured for practical use outside of buildings therefore be housed in weatherproof housings, which makes the whole arrangement becomes more expensive and complicated.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anpassungsvorrichtung geschaffen, die keine Induktoren und Kondensatoren, keine Gehäuse und keine Träger hierfür benötigt, und zwar werden die anzupassenden Leitungen symmetrisch mit einem linearen Oszillator gekoppelt und die Kopplungspunkte soAccording to the present invention there is provided an adapter which no inductors and capacitors, no housings and no supports are required for this, namely, the lines to be matched are symmetrical with a linear oscillator coupled and the coupling points so

as gewählt, daß die gewünschte Impedanz zwischen den Kopplungspunkten erhalten wird. Diese Anordnung ist außerordentlich einfach, da sie nur aus einem Leitungsstück besteht, das quer zur Hauptleitung angeordnet ist; da dieses aber die Tendenz zu strahlen hat, wird gemäß der weiteren Erfindung der Oszillator in der Richtung der Leitung gebogen oder, falls es sich um einen ungeerdeten Oszillator handelt, in bifilarer Form verwendet.as chosen that the desired impedance between the coupling points is obtained. This arrangement is extremely simple, since it consists of only one piece of line that is arranged across the main line is; but since this has the tendency to radiate, according to the further invention the oscillator is bent in the direction of the line or, if it is an ungrounded one Oscillator is used in bifilar form.

Zum Schmelzen von Schnee und Eis auf Freiantennen und ihren Zuführungen schickt man gewöhnlich einen starken Gleichstrom oder niederfrequenten Strom durch die Leitungen. Der eben beschriebene Kopplungs- ^₀ Oszillator schließt den Schneeschmelzstriom kurz, welche Schwierigkeit gemäß der weiteren Erfindung durch Einschalten eines Blok-Merungskondensators am Spannungsknoten oder Schwingungsbauch beseitigt wird.To melt snow and ice on open air antennas and their feeders, a strong direct current or low-frequency current is usually sent through the lines. The coupling ^ ₀ just described oscillator includes the Schneeschmelzstriom short, which difficulty is eliminated according to the further invention by turning on a Blok-Merungskondensators at the voltage node or antinode.

Die Vorrichtung zur Anpassung der Impedanz kann man ohne Nachteil im Freien anordnen; um aber auch die geringe Verstimmung zu vermeiden, die durch Bildung von Schnee oder Eis verursacht werden g₀ könnte, wird der Oszillator selbst zum Schmelzen benutzt. Zu diesem Zwecke werden zwei lineare Oszillatoren verwendet, die an ihren Enden bzw. Stromknotenpunkten verbunden sind und :m Spannungsknotenpunkt einen Blockierungskondensator besitzen, so daß die Oszillatoren gegenüber der Hochfrequenzenergie parallel und gegenüber demThe device for adjusting the impedance can be arranged outdoors without disadvantage; However, in order to avoid the slight detuning that could be caused by the formation of snow or ice g ₀ , the oscillator itself is used for melting. For this purpose, two linear oscillators are used which are connected at their ends or current nodes and: m voltage node have a blocking capacitor so that the oscillators are parallel to the high frequency energy and to the

Schneeschmelzstrom in Reihe geschaltet sind. Eine der Sendeleitungen ist direkt mit einem der Oszillatoren symmetrisch gekoppelt an Punkten, die einen solchen Abstand haben, daß die Impedanz dazwischen die Impedanz der damit gekoppelten Leitung abgleicht, während die andere Leitung ebenso mit dem anderen Oszillator gekoppelt ist. Jede Hälfte des Oszillators hat die Gestalt einer Haarnadel, so daß in jeder Hälfte der Schmelzstrom hin- und zurückfließt.Snowmelt flow are connected in series. One of the transmission lines is directly with one of the oscillators symmetrically coupled at points that are so far apart that the impedance in between matches the impedance of the line connected to it, while the other line is also coupled to the other oscillator. Each half of the oscillator has the shape of a hairpin, so that in each half the melt flow flows back and forth.

Gemäß der weiteren Erfindung wird die Vorrichtung selbsttragend gemacht. Sie besteht dann in ihrer endgültigen Form einfach in einem isolierten Stück der Sendeleitung, das direkt zwischen den Leitungen gespannt ist, die gekoppelt werden sollen, wobei sich die weitere Konstruktion aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt. Die Erfindung ist auf der Zeichnung in fünf Abbildungen dargestellt.According to the further invention the device is made self-supporting. she consists then in their final form simply in an isolated piece of the transmission line, that is stretched directly between the lines to be coupled, whereby the further construction results from the following description. The invention is shown in the drawing in five figures shown.

Abb. ι zeigt die Erfindung in ihrer einfachsten Ausführungsform.Fig. Ι shows the invention in its simplest embodiment.

Abb. 2 zeigt eine abgeänderte, zum Schneeschmelzen geeignete Form.Fig. 2 shows a modified one for melting snow suitable shape.

Abb. 3 ist eine nichtstrahlende Ausführungsform der Abb. 1.Fig. 3 is a non-radiative embodiment of Fig. 1.

Abb. 4 ist eine Ausführungsform, die die Merkmale der Abb. 2 und 3 vereinigt. Abb. 5 ist eine Ausführungsform wie Abb. 4, bei der aber die Oszillatoren in entgegengesetzten Richtungen gebogen sind.Fig. 4 is an embodiment which combines the features of Figs. Fig. 5 is an embodiment like Fig. 4, but with the oscillators in opposite directions Directions are bent.

Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform, die sich praktisch als besonders günstig erwiesen hat.Fig. 6 shows an embodiment which has proven to be particularly favorable in practice Has.

Abb. 7 zeigt die Anwendung bei einer Einfachdrahtleitung. Fig. 7 shows the application with a single wire line.

In Abb. ι ist 2-4 eine Leitung^ die mit einer anderen Leitung 6-8 von verschiedener natürlicher Impedanz gekoppelt werden soll. Diese Verschiedenheit möge durch eine andere Abmessung oder durch das Zusammentreffen mehrerer Leitungen oder irgendeinen anderen Grund bedingt sein. Gemäß der Erfindung wird nun ein einfacher linearer Oszillator, etwa der Draht ίο, der ungefähr eine halbe Wellenlänge lang oder auf die Frequenz der Leitungsenergie abgestimmt ist, quer zu den Leitungen verlegt. Die Leitungen sind mit dem Querdraht an Punkten gekoppelt, die symmetrisch zu seinem Mittelpunkt liegen, und so angeordnet, daß die Impedanz zwischen den Kopplungspunkten der Leitungen 2-4 die Impedanz der Leitung 2-4 abgleicht, während die Impedanz zwischen den Kopplungspunkten der Leitung 6-8 die Impedanz der Leitung 6-8 abgleicht. Die Spannungs- und Stromverteilung auf dem Querdraht 10 sind durch die Kurven 12 und 14 wiedergegeben.In Fig. Ι 2-4 is a line ^ that with another line 6-8 of different natural impedance is to be coupled. This difference may be due to a different dimension or due to the coincidence multiple lines or any other reason. According to the invention becomes a simple linear oscillator, like the wire ίο, which is about a half a wavelength long or tuned to the frequency of the line energy, across to laid the lines. The lines are coupled to the cross wire at points which are symmetrical about its center, and arranged so that the impedance adjusts the impedance of lines 2-4 between the coupling points of lines 2-4, while the impedance between the coupling points of line 6-8 matches the impedance of line 6-8. The tension and current distribution on the cross wire 10 are shown by curves 12 and 14 reproduced.

Zum Zwecke des Auftauens führt man gewöhnlich einen Strom durch die Leitungen 2-6 und 8-4 in Reihe, während zur Verhinderung eines Kurzschlusses durch den Querdraht ein Kondensator 30 im Mittelpunkt des Querdrahtes angeordnet ist (Abb. 2). Der Querdraht selbst kann, wie Abb. 2 zeigt, durch eine Ideine zusätzliche Änderung selbst zum Auftauen benutzt werden. Zu diesem Zwecke sind in Abb. 2 zwei solcher Oszillatoren 10 und 20 parallel geschaltet und an ihren Enden verbunden und jeder mit einem Kondensator 30 versehen. Die Leitungen 2-4 sind mit dem Oszillator 10 an Punkten verbunden, die solchen Abstand haben, daß die Impedanz der Leitungen 2-4 abgeglichen ist; ähnlich die Leitungen 6-8 mit dem Oszillator 20. Was den Taustrom anbetrifft, so sind die OsziUatorhälften in Reihe geschaltet und werden deshalb durch den Taustrom erhitzt. Der mittlere Teil, wo- kein Schmelzen stattfindet, ist von niedriger Spannung, und es haben Änderungen der Kapazitanz dort wenig oder keinen Einfluß auf die Abstimmung.A current is usually passed through the lines for thawing purposes 2-6 and 8-4 in series while preventing a short circuit through the cross wire a capacitor 30 is arranged in the center of the cross wire (Fig. 2). The cross wire itself can, as Fig. 2 shows, can be used for thawing by an additional change. To this Purposes are in Fig. 2 two such oscillators 10 and 20 connected in parallel and on connected at their ends and each provided with a capacitor 30. Lines 2-4 are connected to the oscillator 10 at points which have such a distance that the Impedance of lines 2-4 is matched; similar to lines 6-8 with the oscillator 20. As for the cable current, the oscillator halves are connected in series and are therefore heated by the cable current. The middle part, where no melting takes place, is of low voltage and changes in capacitance there have little or no effect on tuning.

Die Anordnungen gemäß Abb. 1 und 2 strahlen, welcher Nachteil durch die Anordnung nach Abb. 3 beseitigt wird, wo der Oszillator bifilar ausgebildet ist. Auch in diesem Fall kann der Oszillator, damit er eine elektrische halbe Wellenlänge lang ist, go in seiner physikalischen Länge etwas von einer halben Wellenlänge ab weichen; das Grunderfordernis ist natürlich, daß er auf die Welle der Leitung abgestimmt ist.The arrangements according to Fig. 1 and 2 radiate the disadvantage of the arrangement is eliminated according to Fig. 3, where the oscillator is bifilar. Also in in this case the oscillator can go so that it is an electrical half wavelength long differ somewhat in their physical length from half a wavelength; the The basic requirement is, of course, that it is matched to the wave of the line.

Abb. 4 zeigt einen gebogenen Doppieloszillator. Dieser ist in der Praxis etwas unhandlich; durch Biegen in Bifilarform in entgegengesetzten Richtungen nehmen die Oszillatoren : die zweckmäßigere Form gemäß Abb. 5 an.Fig. 4 shows a curved double oscillator. This is a bit unwieldy in practice; by bending in bifilar shape in opposite Directions take the oscillators: the more appropriate form according to Fig. 5.

Die Form, die sich in der Praxis am besten bewährt hat, zeigt Abb. 6. Hier ist die Impedanzabgleichvorrichtung ein isolierter Teil der Leitung 40 von veränderlicher Länge, der direkt zwischen den Leitungen 2-4 und 6-8 ausgespannt ist, wobei Isolatoren 22, 24, 26 und 28 zwischengeschaltet sind.' Die beiden Leitungen des isolierten Abschnittes 40 sind an ihren Enden durch kurze Querleitungen 42 und 44 verbunden, in die Kondensatoren 30 eingeschaltet sind. Die elektrische Länge no des isolierten Abschnittes ist zweckmäßig zwei halbe Wellenlängen. In diesem Falle sind der Teil 10, 42, 30, 42, 10 und der Teil 20, 44, 30, 44, 20 äquivalent den Oszillatoren 10 und 20 in den Abb. 2, 4 und 5. Die Leitung 2-4 ist mit dem Oszillator 10 durch die Drähte 32 und 34 verbunden, wobei durch die Schieber 50 die Anschlußpunkte zwischen 32, 34 und 10 so eingestellt werden, daß die Impedanz des Oszillators 10 zwischen den Anschlußpunkten die Impedanz der Leitung 2-4 abgleicht. In· ähnlicher Weise erfolgt derThe shape that has worked best in practice is shown in Fig. 6. Here is the impedance matching device an insulated portion of the line 40 of variable length that extends directly between lines 2-4 and 6-8 is unclamped, with insulators 22, 24, 26 and 28 being interposed. The two Lines of the insulated section 40 are at their ends by short cross lines 42 and 44 connected, in which capacitors 30 are switched on. The electrical length no of the isolated section is expediently two half wavelengths. In this case are the part 10, 42, 30, 42, 10 and the part 20, 44, 30, 44, 20 are equivalent to the oscillators 10 and 20 in Figs. 2, 4 and 5. The line 2-4 is connected to oscillator 10 by wires 32 and 34, being through the slide 50, the connection points between 32, 34 and 10 are adjusted so that the The impedance of the oscillator 10 between the connection points is the impedance of the line 2-4 aligns. The takes place in a similar manner

Anschluß der Leitung 6-8 an den Oszillator 20 durch die Drähte 36 und 38. Eine oder beide der Querverbindungen sind längsverschieblich, wie in Abb. 6 punktiert angedeutet ist.Connect line 6-8 to oscillator 20 by wires 36 and 38. One or Both of the cross connections can be moved lengthways, as indicated by dotted lines in Fig. 6 is.

Wenn die Anordnung gemäß Abb. 6 längs einer durch den Kondensator 30 gehenden Achse halbiert wird und die Kondensatoren geerdet werden, kann die obere Hälfte zum Abgleich der Impedanz bei Verwendung einer Einzeldrahtleitung benutzt werden. Diese Anordnung zeigt Abb. 7. Die Oszillatoren 10 und 20 sind in diesem Falle zweckmäßig eine viertel Wellenlänge lang; jedoch können besondere Leitungsstücke von halber Wellenlänge zwischen den Isolatoren 22 und 26 eingeschaltet werden, die höchstens die Länge des Leitungsstückes vergrößern, in dem zirkulierende Ströme fließen.If the arrangement according to Fig. 6 along a passing through the capacitor 30 Axis is halved and the capacitors are grounded, the upper half can be used for Adjustment of the impedance when using a single-wire line. This arrangement Fig. 7 shows. The oscillators 10 and 20 are useful in this case a quarter wavelength long; however, special line pieces can be used by half Wavelength between the isolators 22 and 26 are switched on, which is at most the Increase the length of the line section in which circulating currents flow.

Claims

Patent claims:

i. Method of creating electrical oscillatory circuits of different impedances to be coupled in such a way that their impedances are matched to one another, characterized in that that the lines to be compensated symmetrically at their junction with their end points a linear oscillator, and the coupling points of each line on the oscillator have such a distance from each other that the impedance between the coupling points adjusts the impedance of the connected line.

2. Arrangement for a method according to claim 1, characterized in that the oscillator is bifilar.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the oscillator in opposite Directions bifilar (Fig. S).

4. Arrangement for a method according to claim 1, characterized in that the linear oscillator is half a wavelength long.

5. Arrangement for a method according to claim 1 without interrupting the for Thawing snow and ice required circuit, characterized in that one in the voltage node of the oscillator Blocking capacitor is switched on.

6. Arrangement for a method according to claim 1, characterized by two linear oscillators of half a wavelength each, at their current nodes are connected so that they are in parallel for the high-frequency current and in series for the cable current.

7. Arrangement for a method according to claim 1, characterized in that an insulated line section is switched on between the lines to be matched and the line parts lying on both sides of the insulated part are connected by special wires with the insulated line section, while the insulated parts themselves are under Interposition of capacitors are interconnected.

1 sheet of drawings