DE568559C - Vorrichtung zur Kopplung einer in bezug auf das Erdpotential unsymmetrisch ausgebildeten Hochfrequenzanordnung an eine symmetrisch ausgebildete Anordnung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Kopplung einer in bezug auf das Erdpotential unsymmetrisch ausgebildeten Hochfrequenzanordnung an eine symmetrisch ausgebildete Anordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektrischen Ankopplung eines relativ zu seinen Erdungspunkten unsymmetrisch ausgebildeten Hochfrequenzkreises an einen symmetrisch gegen Erde konstruierten Kreis. Symmetrisch wird in dieser Beschreibung ein Kreis genannt, bei dem n-stromdurchflossene Punkte gegenüber Erde gleich große, um phasenverschobene Spannungen führen, z. B. die beiden Gitteranschlüsse einer Gegentaktröhrenschaltung, eine -n-Phasenleitung, eine Doppeldrahtleitung, eine Dipolantenne. Unsymmetrisch wird z. B. ein Kreis genannt, dessen Anschlußklemmen gegenüber Erde verschieden große Spannungen bzw. Ströme führen, was z. B. bei einem zwischen Gitter und geerdeter Kathode angeordneten Hochfrequenzkreis einer Röhrenschaltung, einer konzentrischen Rohrleitung, einer geerdeten Antenne u. ä. der Fall ist.
• Die Erfindung wird an folgendem Beispiel erläutert In der Abb. r ist die Kopplung einer konzentrischen Rohrleitung z an eine Doppeldrahtleitung 2 dargestellt. Gemäß der Erfindung wird die konzentrische Rohrleitung z in zwei Leitungen 3 und 4 verzweigt, deren Außenleiter an den Punkten 5 und 6 geerdet oder nur unter einander verbunden sind. Zur Vermeidung von Strahlung ist es notwendig, daß die Doppeldrahtleitung 2 gegenüber Erde vollständig symmetrisch ist und die Ströme auf den beiden Drähten gleich groß und entgegengesetzter Phase sind. Die Phasenopposition wird durch einen Längenunterschied der Leitungen 3 und .4 von einer halben Wellenlänge erreicht. Dadurch, daß die Endpunkte 5 und 6 der Übergangsleitungen miteinander verbunden sind, weisen an dieser Stelle die Innenleiter dieser Übergangsleitungen Spannungen auf, die gegenüber Erde gleich groß und in der Phase entgegengesetzt sind. Die Erdungen an den Stellen 5 und 6 zusammen mit der Erdung des Außenleiters von z bedingen, daß überall auf den Außenrohren das Potential gleich Null ist.
• In Abb.2 ist gezeigt, wie ein nicht in der Mitte geerdeter Schwingkreis an eine symmetrische Rohrleitung angekoppelt wird. Erdung nur an den Enden 5, 6 der Verzweigungsleitung würde im allgemeinen eine Störung auf die Spannungsverteilung im Schwingkreis nach sich ziehen. Um dies zu vermeiden, wird die Anordnung so getroffen, daß die Erdungen 5, 6 am Außenleiter in einem Abstand einer ungeraden Zahl Viertelwellenlängen vom Anschlußpunkt des Schwingungskreises liegen. Am günstigsten ist eine Anordnung, bei der jede Leitung 3, `4 einmal in einer Entfernung (vgl. 7, 8) vom Anschlußpunkt an den Hochfrequenzkreis und ein anderes Mal am Ende 5, 6 geerdet ist. Die Erdung in einer Entfernung von vom Hochfrequenzanschlußpunkt stellt einen praktisch unendlich hohen Erdungswiderstand dar, wodurch eine Beeinflussung der Spannungsverteilung des Schwingkreises vermieden wird. -Abb.3 zeigt die Anwendung der Erfindung zur Kopplung einer Antenne mit einem in Gegentakt geschalteten Röhrensender.
• Um eine Anpassung zwischen den beiden miteinander gekoppelten Geräten zu erreichen, können in der Schaltung die bekannten Mittel vorgesehen sein. So ist z. B. in Abb. 4 der Wellenwiderstand der beiden Übergangsleitungen 13 und 14 längs ihrer Länge in kleinen Schritten abgestuft, wodurch Reflexionen an den Anschlußstellen vermieden werden. Die gesamte Änderung des Wellenwiderstandes Z längs den Leitungen ist so groß gemacht, daß am 'Verzweigungspunkt -die beiden parallel geschalteten Leitungen einen Widerstand darstellen, der gleich dem Wellenwiderstand Z der konzentrischen Rohrleitung ii ist, während an den Enden der Leitungen 13 und 14 ihre Wellenwiderstände halb so groß sind wie der der Leitung 12, Z # 3. Wenn, wie hierbei angenommen wurde, die Leitung 12 sich am Anfang wie ein Widerstand von der Größe ihres Wellenwiderstandes verhält, so sind durch die beschriebene Maßnahme Reflexionen längs der Leitung vermieden. Sind die Widerstände, die durch die Übergangsleitungen 13 und 14 aneinander anzupassen sind, sehr verschieden, so darf die Länge der Leitungen 13 und 14 einen gewissen Betrag nicht unterschreiten. Für die Ausführung ist dies kein Nachteil. Es muß nur der Längenunterschied der Leitungen 13 und 14 immer eine ungerade Zahl Halbwellen betragen.
• Eine andere bekannte Anpassungsschaltung läßt sich in einfacher Weise im Rahmen der Erfindung anwenden. Eine Leitung der Länge deren Wellenwiderstand W ist und die am Ende durch einen Ohmschen Widerstand R geschlossen ist, verhält sich am Anfang wie ein Widerstand r, der mit R und W durch die Gleichung R ^r = W verknüpft ist.
• Um die Transformatorwirkung derartiger Leitungsstücke auf die vorliegende Erfindung anzuwenden, muß die Länge der Leitungen 3 und 4 in Abb. 1 eine ungerade Zahl Viertelwellenlängen betragen. Gleichzeitig muß nach wie vor der Längenunterschied der Leitungen eine ungerade Zahl Halbwellen betragen. Die Länge der Leitung 3 wird für den vorliegenden Fall beispielsweise gleich die Länge der Leitung 4 gleich angenommen. Ist W1 der Wellenwiderstand der Leitung i und WZ der Wellenwiderstand der Leitung 2 und sollen diese beiden Leitungen reine fortschreitende Wellen aufweisen, so beträgt der Belastungswiderstand der rechten Seiten jeder der Leitungen 3 und .4 während jede dieser Leitungen auf der linken Seite einen Widerstand 2 W1 darstellen muß, damit der Substitutionswiderstand der beiden an dieser Stelle parallel geschalteten Übergangsleitungen gleich W, sei. Infolgedessen wird der Wellenwiderstand W34 der Leitungen 3 und 4 gefunden aus der Gleichung: Für den Fall, daß die Leitung 2 nicht ganz symmetrisch gegenüber Erde ist, müssen die Wellenwiderstände der Leitungen 3 und 4 entsprechend anders gewählt werden. Der angenommene Längenunterschied von einer ungeraden Zahl Viertelwellen gilt nur für den Fall, daß die Übergangsleitungen Ohmsche Widerstände in neue Ohmsche Widerstände transformieren. Soll dagegen mit diesen Leitungen z. B. eine induktive Impedanz an eine Ohmsche Belastung angepaßt werden, so muß die Länge der Übergangsleitungen entsprechend anders gewählt werden. Die Anwendung solcher Anpassungsvorrichtungen kann auch räumlich getrennt von den erfindungsgemäßen Symmetriekopplungskreisen in Serie mit denselben erfolgen.
• Für verschiedene Zwecke ist die Erzeugung von hochfrequentem Mehrphasenstrom aus Einphasenstrom und umgekehrt die Erzeugung von Einphasenstrom aus Mehrphasenstrom von Wichtigkeit. Gemäß der Erfindung kann dieses in einfacherWeise mit einer in der Abb.5 dargestellten Anordnung geschehen. Bei dieser Anordnung, die den Übergang vonDrehstrom auf Einphasenstrom veranschaulicht, sind verzweigte Übergangsleitungen 23, 24 und 25 vorgesehen in solcher Art, daß der Längenunterschied zwischen den Leitungen 23 und 24 der Längenunterschied zwischen den Leitungen 23 und 25 beträgt. Die Enden der Außenleiter 23, 24, 25 sind in diesem Falle nicht geerdet, sondern nur miteinander verbunden dargestellt.
• Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Leitungen und ihre Verzweigungen strahlungsfrei ausgeführt,. und die erwünschten Phasenverschiebungen werden durch entsprechende Wahl ihrer geometrischen Längen erzielt. Selbstverständlich können die Phasenverschiebungen auch durch entsprechende Wahl der elektrischen Längen der Verzweigungsleitungen, durch Anwendung geeigneter Phasenverschiebungsmittel verursacht werden, insbesondere bei Anordnungen für Betrieb mit längeren Wellen, in welchem Falle auch die Strahlungsfreiheit der Stromleiter nicht vornehmlich durch Anwendung von Lecher-Drahtsystemen oder konzentrischen Rohrleitungen bedingt ist.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Kopplung einer in bezug auf das Erdpotential unsymmetrisch ausgebildeten Hochfrequenzanordnung an eine symmetrisch ausgebildete Anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter, die symmetrisch gegen Erde liegende Spannungen führen, über Verbindungsleitungen entsprechend verschiedener elektrischer Längen von einem gemeinsamen spannungsführenden Punkt der unsymmetrischen Anordnung abgezweigt werden.
2. 2. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Längen der Verzweigungsleitungen verschieden gewählt sind.
3. 3. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungsleitungen strahlungsfrei (als koaxiale Röhrenleitungen o. dgl.) ausgeführt sind, deren eine Leiter an ihren Enden miteinander verbunden und gegebenenfalls geerdet sind. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen derart ausgebildet sind, daß eine elektrische Anpassung der beiden durch sie gekoppelten Hochfrequenzanordnungen herbeigeführt wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i zur Verwandlung von Einphasenstrom in it-Phasenstrom und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenunterschiede der Verbindungsleitungen ganzzählige Vielfache von einem n-tel der Wellenlänge betragen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Längenunterschied der Verzweigungsleitung eine ungerade Zahl von Halbwellen beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Leiter der Verzweigungsleitung in einem Abstand eines ungeraden Vielfachen einer Viertehvellenlänge vom Anschlußpunkt an die unsymmetrische Anordnung geerdet ist und gegebenenfalls die beiden Leiter an ihren Enden miteinander verbunden sind.