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Schalter zum Kurzschließen von Hochfrequenzdoppelleitungen auf kapazitivem
Wege Die Erfindung betrifft einen Schalter zum Kurzschließen von Hochfrequenzdoppelleitungen
(Lecherleitungen) auf kapazitivem Wege. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß
die beiden kurzzuschließenden Leitungen im Bereich eines Spannungsbauches zusätzliche,
unter weitgehender Vermeidung gegenseitiger Kapazität angeordnete Kondensatorbelegungen
besitzen, die als Gegenbelegungen für eine zum Zweck des Schaltvorgangs um eine
Achse drehbare bzw. schwenkbare metallische Gegenfläche dienen.
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Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen ein kapazitiver
Schalter in der Weise ausgebildet wird, daß gegenüber einer festen Kondensatorplatte
eine bewegliche
Kondensatorplatte angeordnet ist und daß die beiden
Kondensatorplatten galvanisch mit den beiden kapazitiv kurzzuschließenden Stromkreisen
verbunden sind. Diese Ausführung bedingt die Verwendung von Schleifkontakten, die
bei Verwendung von Hochfrequenz und bei großer Schalthäufigkeit keineswegs ein einwandfreies
Schaltorgan darstellen.
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Weiter sind Anordnungen bekanntgeworden, bei denen zum Zweck einer
Modulation eine mehr oder weniger kapazitiv wirkende Verbindung zwischen den beiden
Leitungen einer Hochfrequenzenergieleitung dadurch hergestellt wird, daß den beiden
Leitungen eine im Rhythmus der erwünschten Modulation bewegte Folie mehr oder weniger
genähert wird. Jedoch -läßt sich durch eine derartige Einrichtung zwar eine geringe
Modulation, keinesfalls aber ein völliger Kurzschluß des Leitungssystems erzielen.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung erreicht, daß unter Vermeidung
jeglicher Schleifkontakte ein einwandfreies Kurzschließen der beiden Leiter auf
kapazitivem Wege erzielt wird.
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Bei hohen Schaltfrequenzen ist die rotierende Schalterbewegung vorzuziehen.
Eine zweckmäßige Lösungsform besteht darin, daß die metallische Gegenfläche walzensegmentförmig
und die beiden Belegungen entsprechend konkav ausgebildet sind. Dieses Walzenschaltorgan
kann beliebig vielfach geteilt sein, wodurch eine Art Malteserkreuz entsteht, um
bei einer Walzenumdrehung je nach der gewählten Metallsegmentzahl entsprechend viele
Schaltungen vorzunehmen. Hierbei können mehrere Schalter kombiniert werden. Es ist
auch möglich, mit einem Schalter entsprechender Segmentausbildung und -zahl verschiedene
Kreise gleichzeitig zu schalten.
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Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht, abgesehen von
der leichten Bedienbarkeit, darin, daß, relativ betrachtet, beliebig große Kapazitäten
gewählt werden können und daß durch Wähl einer im Verhältnis zu den festen Belegungen
großen bewegten Kondensatorfläche der Kapazitätshöchstwert während des Schaltvorgangs
außerordentlich lange beibehalten werden kann, während die Ein- und Austauchperiode
sehr kurz bemessen werden kann.
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Bei der Schalterausbildung kann die Lagerung der festen Belegungen
und des Schaltorgans so erfolgen, daß die Ebene bzw. Fläche des Schaltorgans mit
der Gehäuseaußenwand oder bzw. und einer im besonderen vorgesehenen Abschirmwand
zusammenfällt, wodurch die Abschirmung weitgehend vervollkommnet wird.
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Das Einstellen des Schalters in den von der jeweiligen Wellenlänge
abhängigen Spannungsbauch zwecks Erreichung einer Kurzschlußschaltung erfolgt in
der Weise, daß die festen Belegungen und erwünschtenfalls bzw. erforderlichenfalls
die bewegliche Gegenelektrode längs bzw. parallel zu der Lecherleitung verschiebbar
gelagert sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Einjustierung des Schalters (Einstellung
zweckmäßig auf das -Maximum des Spannungsbauches) in Abhängigkeit von der jeweiligen
Wellenlänge völlig unabhängig von der Abstimmung des Lechersystems vorzunehmen.
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Bei allen Ausführungsformen ist es konstruktiv gleichgültig, ob die
Achse der Schaltwalze parallel oder senkrecht zur Lecherleitung verläuft. Aus Gründen
der elektrischen Symmetrie kann es zweckmäßig sein, die Walzenachse senkrecht zur
Lecherleitung anzuordnen.
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Die Ausbildung des Schalters bei der besonders zweckmäßigen malteserkreuzartigen
Walzenform kann in der Weise erfolgen, daß auf einem verlustarmen Isolierkörper
i\-letallbelegungen vorgesehen sind oder daß auf einem Reifen- oder Rahmengestell
aus vorteilhaft verlustarmem Isoliermaterial metallische Hohlzylindersegmente angeordnet
sind.
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Um im Fall der Schalterschließung eine ausreichende Reflexionsstelle
zu schaffen, ist es zweckmäßig, in einer Ebene senkrecht zur Lecherleitung Reflexionsflächen
mit dem bewegten Teil des Schalters zu verbinden, derart, daß im Fall des Kurzschlusses
möglichst weitausladende metallische Flächen senkrecht zur Lecherleitung im Bereich
der Kurzschlußstellung vorhanden sind. Dies kann beispielsweise konstruktiv in der
Weise geschehen, daß die Walze an der Stirnfläche aus einer Vollmetallscheibe herausgearbeitet
ist.
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Zur Vergrößerung der Reflexionsfläche kann noch eine Gegenscheibe
vorgesehen sein, die spiegelbildlich auf der dem Schalter gegenüberliegenden Seite
so gelagert ist, daß ihre Bewegung synchron und konphas mit dem bewegten Teil des
Schalters erfolgt, wobei die Drehrichtung beliebig sein kann.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch
dargestellt, und es bedeutet Abb. i eine schematische Draufsicht auf den Hochfrequenzkurzschlußschalter.
Abb. 2 einen Schnitt gemäß Abb. i, Abb.3 einen Schnitt bzw. Seitenansicht einer
weiteren Ausführungsform, Abb. 4. eine Ausführung entsprechendAbb. 3 bei um go°
versetzter Schalteranordnung nebst Gegenreflexionsfläche.
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Im Zuge der Lecherleitung i und 2 vom Empfänger oder Sender 3 sind
zum Dipol 4 beliebig geformte Metallbelegungen i und 6
angeordnet,
über denen sich eine metallische Gegenplatte 7 befindet.
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Diese im Fall der Annäherung an die Belegungen 5 und 6 einen von der
Stellung der Belegungen 5 und 6 gegenüber dem Maximum des Spannungsbauches abhängigen
Hochfrequenzkurzschluß herbeiführende Gegenplatte 7 kann in einem Stativ senkrecht
zu der durch die Lecherleitungen i und 2 gebildeten Ebene geführt oder parallel
zu dieser Ebene, wie in Abb. i dargestellt, um einen Drehpunkt 8 schwenkbar gelagert
sein. In der Abb. i, und zwar in dem voll ausgezeichneten Teil dieser Abbildung,
ist angenommen, daß die Kondensatorgegenplatte 7 die Kondensatorplatten 5 und 6
der Lecherleitungen i und :2 voll überdeckt und daß diese Belegungen im Maximum
des Spannungsbauches sich befinden. In diesem Fall ist der erwünschte Kurzschluß
und damit die Abtrennung der jenseits des Schalters liegenden Lecherleitungsteile
vom Dipol 4 erreicht.
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Der gestrichelte Teil der Abb. i stellt ein weiteres Dipolsystem i',
2' und 4' dar, das an den Empfänger oder Sender 3' angeschlossen ist. Die Lecherleitungen
i' und 2' sind gleichfalls mit Platten 5' und 6' beliebiger Gestaltung, beispielsweise
entsprechend der Gegenplatte 7, versehen. Die Kurzschlußbildung dieses Dipolsystems
kann ebenfalls durch die Gegenplatte 7 erfolgen.
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Im Fäll' der Mittelstellung der Platte 7, also zwischen den beiden
Dipolsystemen, wie in Abb. i strichpunktiert dargestellt, sind beide Lecherleitungspaare
geöffnet.
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Aus Abb.2 ist die gegenseitige Lage bei einer Ausbildung des Kurzschlußschalters
nach. Abb. i ersichtlich.
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Um ohne nachträgliche Verstimmung der einmal vorgenommenen Abstimmung
eines Dipolsystems, also nach Einstellung bzw. Festlegung einer bestimmten Wellenlänge,
den Kurzschlußschalter in das Maximum eines durch die Wellenlänge bestimmten Spannungsbauches
zu verlegen, ist es zweckmäßig, die Belegungen 5 und 6 und den Drehpunkt 8 der Gegenplatte
7 längs der Lecherl'eitungen i und 2 parallel verschiebbar zu lagern.
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Um eine möglichst große Reflexionsfläche an der Kurzschlußstelle zu
erlangen, können auf der schwenkbaren Platte 7 senkrecht zu den Lecherleitungen
i, 2 metallische Reflexionsflächen g befestigt sein, wie in Abb. 2 schematisch dargestellt.
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Entsprechend den Abb. i und 2 können bei übereinanderliegenden mehreren
Lechersystemen auf der gemeinsamen Welle 8 entsprechend viele und wahlweise übereinander
oder versetzt angeordnete Kurzschlußplatten 7 gelagert sein, so daß es beispielsweise
möglich ist, mehrere Systeme auf einen gemeinsamen Empfänger oder Sender gleichzeitig
oder wahlweise in unterschiedlichen Zeiten umzuschalten.
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Der Kurvenverlauf des Ein- und Abschaltvorgangs kann willkürlich erzwungen
werden, und zwar in Abhängigkeit von der entsprechenden Gestaltung der Schalterblende
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Die Betätigung der Schalterblende 7 kann von Hand oder selbsttätig
in beliebig wählbaren Zwischenräumen oder stetig mit beliebigem Zeitmaß erfolgen.
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Bei der Ausführung nach den Abb. 3 und 4 findet eine malteserkreuzartige
Segmentwalze io an Stelle einer Flachblende 7 Anwendung. Entsprechend der kreisförmigen
Walzenoberfläche sind die festen Belegungen 5 und 6 der Lecherleitungen i und 2
konkav ausgebildet, wobei der Krümmungsradius der Belegungen nur um das sehr geringe
Abstandmaß zwischen Walzenoberfläche und Belegungsinnenflächen gegenüber dem Radius
der Walze io größer ist. Die Segmentaufteilung der Schaltwalze io kann beliebig
erfolgen. Desgleichen kann die Zahl der den Kurzschluß bildenden metallischen Segmentteile
beliebig groß sein. Da der Durchmesser und die Länge der Walze io relativ groß gewählt
werden können, besteht auch bei einer Vielzahl von Schaltsegmenten die Möglichkeit,
große Kapazitäten zu wählen.
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Bei der Darstellung nach Abb. 3 verläuft die Achse i i der Walze io
parallel zur Lecherleitung i, 2. Entsprechend der Abb. ¢ kann diese Welle i i auch
senkrecht zur Lecherleitung i, 2 liegen: Im letztgenannten Fäll sind die Belegungen
5 und 6, wie in Abb. 4 schematisch dargestellt, wannenartig auf den Lecherleitungen
i und 2 gelagert.
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Für die konstruktive Gestaltung der Walzei o bestehen sehr viele Varianten.
So ist es beispielsweise möglich, auf einem verlustarmen Isolierkörper Metallbelegungen
anzubringen oder auf einem Reifen- oder Rahmengestell aus Isoliermaterial metallische
Hohlzylindersegmente anzuordnen.
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Um ausreichende Reflexionsflächen im Bereich der Schalterstellung
zu erzielen, kann die Stirnfläche der Walze io, wie in Abb. 3 dargestellt, voll
aus Metall bestehen. Gemäß Abb. 4., bei der die Längsachse der Walze io senkrecht
zur Lecherleitung i, 2 sich befindet, können die Segmentköpfe vollmetallisch ausgeführt
sein. Eine Vergrößerung der Reflexionsfläche im Sinn der Darstellung nach Abb. 2
ist bei den Lösungen nach den Abb. 3 und 4 ferner dadurch möglich, daß eine Gegenwalze
io' unterhalb der Walze io gelagert ist, wobei diese Walze mit der eigentlichen
Schalterwalze synchron und konphas bei der Schalterbetätigung umläuft. Außerdem
kann eine spiegelbildliche Wiederholung der festen
Platten 5 und
6 sowie der gesamten Schalteinrichtung vorgesehen sein.