DE659834C

DE659834C - Receiving system in which the antenna energy of a large frequency range is conducted to the receiver via a double line

Info

Publication number: DE659834C
Application number: DET47208D
Authority: DE
Inventors: Karl Wilhelm
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-07-18
Filing date: 1936-07-18
Publication date: 1938-05-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Empfangsanlage, bei der die Antenne mit einem oder mehreren Empfängern über eine Doppelleitung, z. B. eine abgeschirmte Zuleitung, verbunden ist und ein größerer Wellenbereich übertragen werden soll. Der Zweck der Erfindung liegt in der Erzielung einer größeren Spannung an der Doppelleitung.The invention relates to a receiving system in which the antenna with a or several receivers via a double line, e.g. B. a shielded lead connected and a larger wave range is to be transmitted. The purpose of the invention lies in achieving a higher voltage on the double line.

Es ist bekannt, die Doppelleitung mit einem Widerstand abzuschließen, der gleich dem Wellenwiderstand der Leitung ist, und die Antenne an die Kabelleitung bei der höchsten zu übertragenden Welle anzupassen. Der Abschlußwiderstand bezweckt, daß bei den kürzeren Wellen, bei denen die Kabellänge gleich oder größer als etwa ein Viertel der Wellenlänge ist, keine stehenden Wellen auf der Leitung auftreten, welche verursachen würden, daß an den verschiedenen Anzapfpunkten des Kabels verschieden starke Spannungen auftreten, welche auch noch von der Wellenlänge abhängig sind.It is known to terminate the double line with a resistance equal to that Characteristic impedance of the line is, and the antenna to the cable line at the highest to adapt the wave to be transmitted. The purpose of the terminating resistor is that the shorter Waves in which the cable length is equal to or greater than about a quarter of the wavelength is, there are no standing waves on the line, which would cause that voltages of different strengths occur at the various tapping points of the cable, which also depend on the wavelength.

Die bekannte Anpassung besteht darin, daß man mittels eines Transformators den Widerstand der Antenne derart auf die Kabelseite heruntertransformiert, daß er gleich dem Wellenwiderstand des Kabels ist. Die Anpassung geschieht bei der größten Welle, damit eine gleichmäßige Übertragung auf den Wellenbereich stattfindet.The well-known adaptation consists in the fact that one uses a transformer to increase the resistance the antenna is transformed down to the cable side in such a way that it is equal to the characteristic impedance of the cable. The adaptation happens with the largest wave so that an even transfer takes place on the wave range.

Dies geht aus folgender Überlegung hervor :This is evident from the following consideration:

An sich ist die Spannung am Kabel um so höher, je größer der Kabelwiderstand im Verhältnis zum Antennenwiderstand ist. Da aber der Wellenwiderstand des Kabels kleiner als der Antennenwiderstand ist, erzielt man durch Anpassung mittels eines Transformators eine höhere Spannung am Kabel, und zwar dann, wenn das Übersetzungsverhältnis so gewählt ist, daß der Widerstand der Primärseite, auf die andere Seite herübertransformiert, gleich dem Widerstand der Sekundärseite ist. Bei einer Überanpassung des Kabels an die Antenne würde man zwar erreichen, daß die Antennenspannung weniger zusammenbricht, jedoch würde dann wegen der größeren Herabtransformation zum Kabel hin am Kabel eine geringere Spannung entstehen. Bei Unteranpassung würde man zwar durch ein kleines Übersetzungsverhältnis eine geringere Heruntertransformation erhalten, jedoch würde dann die Spannung an der Antenne stärker zusammenbrechen.As such, the higher the cable resistance, the higher the voltage on the cable Ratio to antenna resistance is. But since the wave resistance of the cable is smaller than the antenna resistance is achieved by matching using a transformer a higher voltage on the cable, if the transmission ratio is chosen is that the resistance of the primary side transforms over to the other side, is equal to the resistance of the secondary side. In the event of an over-fitting of the cable to the antenna one would achieve that the antenna voltage collapses less, however, because of the larger down-transformation, it would then lead to the cable there is less tension on the cable. In the case of under-adjustment, one would get through a small gear ratio will get a smaller step down, however the voltage at the antenna would then collapse more severely.

Da der Widerstand der Antenne frequenzabhängig ist, würde man für jede Frequenz durch eine entsprechende Anpassung die größte Spannung erhalten. Diese größte Spannung ist bei höheren Frequenzen größer als bei niedrigen Frequenzen, weil bei höherenSince the resistance of the antenna is frequency dependent, one would for each frequency obtain the greatest tension through an appropriate adjustment. This greatest Voltage is greater at higher frequencies than at low frequencies, because at higher frequencies

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Karl Wilhelm in Berlin.Karl Wilhelm in Berlin.

Frequenzen der Antennenwiderstand kleiner ist und sich deshalb mehr dem. Widerstand des Kabels nähert, so daß eine geringere Heruntertransformation und deshalb ein kiel· nerer Spannungsverlust auftritt. '■ -Frequencies the antenna resistance is smaller and therefore more the. resistance of the cable so that there is less down-transformation and therefore a keel ner voltage loss occurs. '■ -

Für ein einziges Kabel ist naturgemäß mg eine einzige Anpassung möglich, wenn -der ganze Frequenzbereich gleichzeitig übertragen werden soll. Mit einer Anpassung bei der to höchsten Frequenz würde zwar die größte Spannung bei dieser Spannung erzielt, jedoch würde die aus dem angeführten Grunde bei tieferen Frequenzen an sich schon kleinere erzielbare Spannung wegen der dann vorhandenen Fehlanpassung noch stärker absinken. Man paßt deshalb bei der tiefsten Frequenz an und hat dadurch für diese Frequenz die größte Spannung. Wegen der für die höheren Frequenzen vorhandenen Fehlanpassung nimmt dann die Spannung bei den höheren Frequenzen nicht zu, sondern bleibt annähernd gleichmäßig über dem Frequenzbereich.For a single cable is naturally mg a single adjustment is possible if -the entire frequency range is transmitted at the same time shall be. With an adjustment at the highest frequency, the largest would be Tension achieved at this tension, however, would for the reason given at lower frequencies, the voltage that can be achieved is already lower because of the then existing Mismatch drop even more. One therefore fits at the lowest frequency and therefore has the greatest voltage for this frequency. Because of for the higher Frequencies present mismatch then decreases the voltage at the higher frequencies not too, but remains almost evenly across the frequency range.

Wenn das Kabel so kurz ist, daß sein kapazitiver Widerstand größer als seinWellenwiderstand ist, würde man eine Anpassung mit einer geringeren Heruntertransformation erhalten, wenn man an einen höheren Widerstand als den Wellenwiderstand, insbesondere den kapazitiven Widerstand, anpaßt. In diescm Falle darf das Kabel natürlich nicht mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen werden, da sonst sein Eingangswiderstand gleich dem Wellenwiderstand würde und nicht gleich dem kapazitiven Widerstand. Da aber selbst bei kurzen Kabeln die Länge des Kabels größer als etwa ein Viertel der Wellenlänge der kürzesten zu übertragenden Welle ist und dadurch stehende Wellen auftreten, ist eine solche Anpassung nicht mit den bekannten ♦o Mitteln durchführbar.When the cable is so short that its capacitive resistance is greater than its characteristic impedance one would get an adjustment with a smaller step-down if one were to switch to a higher resistance than the wave resistance, in particular the capacitive resistance, adjusts. In this cm Case, the cable must of course not be terminated with the wave impedance, otherwise its input resistance would be equal to the wave resistance and not equal to that capacitive resistance. But since the length of the cable is greater even with short cables than about a quarter of the wavelength of the shortest wave to be transmitted and as a result standing waves occur, such an adaptation is not with the known ♦ o funds feasible.

Nach der Erfindung wird die Doppelleitung über eine derart bemessene Siebkette mit einem Widerstand von der Größe des Wellenwiderstandes abgeschlossen, daß annähernd nur in dem oberen Teil des Frequenzbereiches, in dem der kapazitive Widerstand der Doppelleitung kleiner als ihr Wellenwiderstand ist, der Abschlußwiderstand wirksam ist, und daß die Anpassung der Antenne an einen höheren Widerstand als den Wellenwiderstand, insbesondere den bei kleineren Frequenzen wirksamen kapazitiven Widerstand der Doppelleitung erfolgt.According to the invention, the double line is connected to such a sieve chain a resistance of the magnitude of the characteristic impedance completed that approximately only in the upper part of the frequency range in which the capacitive resistance of the double line is smaller than its characteristic impedance, the terminating resistor is effective, and that the adaptation of the antenna to a higher resistance than the characteristic impedance, in particular the capacitive resistance of the double line, which is effective at lower frequencies.

Hierdurch wird für die tieferen Frequenzbereiche, auf denen der kapazitive Widerstand des Kabels größer als sein Wellenwiderstand ist,, eine höhere Spannung am Kabel erzielt und trotzdem vermieden, daß bei den kürzieren Wellen Reflexionen auftreten. In der Abbildung ist der ■Antennentransformator mit T, die Doppelleitung mit L, die Siebkette mit S und der Abschlußwiderstand mit W bezeichnet. Es sind als Beispiele zwei Anschlußstellen α und b für die Empfänger / dargestellt. Ein Zahlenbeispiel möge die Erf#ijdung näher erläutern: Ein Kabel möge "eine Kapazität von 30 pF je Meter besitzen. 'Die Kabelkapazität beträgt dann bei 50 m Länge also 1500 pF und stellt bei einer Wellenlänge von 2000 m einen kapazitiven Widerstand von 666 Ohm dar. Wenn der Wellenwiderstand wie bei den gebräuchlichen abgeschirmten Zuleitungen für Antennen gleich 150 Ohm ist, so kann bei Anwendung der Erfindung auf einen viermal größeren Widerstand angepaßt werden, so daß dann das Übersetzungsverhältnis in diesem Falle nur halb so groß zu sein braucht.In this way, a higher voltage is achieved on the cable for the lower frequency ranges in which the capacitive resistance of the cable is greater than its characteristic impedance and, nevertheless, it prevents reflections from occurring in the shorter waves. In the figure, the antenna transformer is marked with T, the double line with L, the filter chain with S and the terminating resistor with W. Two connection points α and b for the receiver / are shown as examples. A numerical example may explain the invention in more detail: A cable may "have a capacitance of 30 pF per meter." The cable capacitance is then 1500 pF at a length of 50 m and represents a capacitive resistance of 666 ohms at a wavelength of 2000 m If the characteristic impedance is equal to 150 ohms, as is the case with the customary shielded feed lines for antennas, the invention can be adapted to a resistance that is four times greater, so that the transmission ratio in this case only needs to be half as large.

Die Spannung am Kabel ist über demjenigen Teil des Wellenbereiches, in dem die Anpassung an den kapazitiven Widerstand erfolgt, gleichmäßig, weil es sich, sowohl beim Antennen- als auch beim Kabelwiderstand tun kapazitive Widerstände handelt, welche mit wachsender Frequenz im gleichen Verhältnis abnehmen, so daß bei jeder Frequenz eine Anpassung vorhanden ist. Um einen Sprung in der Frequenzkurve zu vermeiden, bemißt man die Siebkette zweckmäßig so, daß der Abschlußwiderstand bei einer solchen Frequenz in Wirksamkeit tritt, bei der der kapazitive Widerstand des Kabels gleich dem Wellenwiderstand ist. Es ist aber auch möglich, den Abschlußwiderstand erst bei höheren Frequenzen in Wirksamkeit treten zu lassen, bei denen ohne den Abschlußwiderstand Reflektionen auftreten würden.The voltage on the cable is above that part of the wave range in which the Adaptation to the capacitive resistance takes place evenly because it is, both at Antenna and cable resistance do capacitive resistances are involved, which with increasing frequency in the same ratio decrease so that there is an adjustment at each frequency. To jump To avoid in the frequency curve, the sieve chain is expediently dimensioned so that the Terminating resistance comes into effect at such a frequency that the capacitive resistance of the cable is equal to the characteristic impedance. But it is also possible to let the terminating resistor only come into effect at higher frequencies, in which reflections would occur without the terminating resistor.

Bei Anwendung der Erfindung wird noch ein weiterer Vorteil erzielt. Bisher hat man die in der Antenne liegende Primärseite des Transformators so bemessen, daß für die höchste Welle eine Resonanz auftrat, um einen ÄbfaE der Frequenzkurve zu vermeiden. Da bei Anwendung der Erfindung der kapazitive Widerstand des Kabels auf die Primärseite transformiert wird, kommt man mit einer kleineren Primärinduktivität aus, um die gleiche Resonanz zu erhalten. Dadurch wird aber gleichzeitig 'eine verminderte Streuinduktivität und deshalb ein größerer Frequenzbereich des Transformators erzielt.Another advantage is achieved using the invention. So far one has the primary side of the transformer located in the antenna is dimensioned so that for the The highest wave resonance occurred in order to avoid an ÄbfaE of the frequency curve. Since when applying the invention, the capacitive resistance of the cable on the primary side is transformed, you can get by with a smaller primary inductance to the to get the same response. At the same time, however, this results in a reduced leakage inductance and therefore achieve a wider frequency range of the transformer.

Claims

Claim:

Reception system in which the antenna energy is in a larger frequency range is led via a double line to one or more receivers, thereby characterized in that the double line has a sieve dimensioned in this way chain is completed with a resistance equal to the wave resistance,

that approximately only in the upper part of the frequency range in which the capacitive Resistance of the double line is less than its characteristic impedance, the terminating resistance is effective, and that the An ·; Adaptation of the antenna to a higher resistance than the wave resistance, especially at lower frequencies effective capacitive resistance of the double line takes place.

For this purpose I sheet drawings