DE809837C

DE809837C - Abstimmbares elektrisches Sieb

Info

Publication number: DE809837C
Application number: DEP22726A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Franklin Tyson
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1945-06-14
Filing date: 1948-11-26
Publication date: 1951-08-02
Also published as: US2513761A; FR951366A; GB612957A; BE474970A

Description

Die Erfindung betrifft ein abstimmbares elektrisches Sieb, welches aus einem oder mehreren abgestimmten Wellenleitern besteht. Unter Wellenleiter wird hierbei jede Anordnung verstanden, welche eine seitlich begrenzte Fortpflanzungsbahn elektromagnetischer Wellen darstellt, also z. B. eine Freileitung, eine konzentrische Leitung oder ein einfacher Rohrleiter.

Die üblichen elektrischen Siebe, wie sie z. B. im Hochfrequenzteil und im Zwischenfrequenzteil der Überlagerungsempfänger verwendet werden, übertragen alle Schwingungen mit innerhalb eines gewissen Frequenzbandes gelegener Frequenz und unterdrücken diejenigen Schwingungen, deren Frequenz außerhalb dieses Frequenzbandes liegt. Der Durchlaßbereich derartiger Siebe kann je nach Wunsch eng oder weit gewählt werden. Die gewünschte Durchlaßcharakteristik von Sieben mit fester Abstimmung, wie sie beispielsweise im Zwischenfrequenzteil von Überlagerungsempfängern zur Verwendung kommen, kann einfach durch geeignete Bemessung und Einstellung der Bestandteile des Siebs erreicht werden, bei einstellbaren Sieben ist es jedoch ziemlich schwierig, zu erreichen, daß der gewünschte Durchlaßbereich innerhalb des ganzen Frequenzbereichs des Siebs erhalten bleibt. Diese Schwierigkeiten werden noch größer, wenn es sich um aus abgestimmten Wellenleitern bestehende hochfrequente Siebe für Schwingungen mit 3 MHz übersteigenden Frequenzen handelt, da deren Abstimmelemente von verteilten Kapazitäten und Induktivitäten gebildet sind, welche im Gegensatz zu den aus Kondensatoren und Spulen bestehenden Abstimmelementen der für Schwingungen niedrigerer Frequenz bestimmten Siebkreise nicht so ausgebildet werden können, daß ihre Werte sich bei jeder Änderung der Abstimmung nach willkürlich vorgeschriebenen Gesetzen ändern.

Der Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines für hochfrequente Schwingungen geeigneten, aus

einem oder mehreren Wellenleitern bestehenden elektrischen Siebs mit einem weiten Frequenzbereich und einem innerhalb dieses ganzen Frequenzbereichs konstanten Durchlaßbereich.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein elektrisches Sieb, welches einen oder mehrere Wellenleiter, zur Änderung der elektrischen Länge dieser Wellenleiter geeignete Abstimmittel sowie Mittel zum Ankoppeln eines zur Vergrößerung des Durchlaßbereichs

ίο der Wellenleiter geeigneten Widerstands enthält, deren Anschlußpunkt an die Wellenleiter so gewählt ist, daß jeder Wellenleiter bei seiner Abstimmung auf die Mittelfrequenz des Frequenzbereichs den größten Durchlaßbereich hat.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 stellt schematisch eine ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Siebs enthaltende Übertragungsanordnung für elektromagnetische Wellen dar; Fig. ia ist das Ersatzschaltbild eines Teils des Siebs gemäß Fig. 1; Fig. ib ist das Ersatzschaltbild des ganzen Siebs gemäß Fig. 1, und die Fig. 2 bis 6 stellen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Siebs dar.
Das aus der Antenne 10 und dem scheibenförmigen Gegengewicht 11 bestehende Antennensystem der Anordnung gemäß Fig. 1 ist mittels der konzentrischen Leitung 12 mit dem Sieb 13 verbunden, an welches über eine konzentrische Leitung 14 ein Empfänger oder Sender 15 angeschlossen ist.

Das Sieb 13 enthält zwei abstimmbare Wellenleiter 16, 17, welche als konzentrische Leitungen mit den Innenleitern 19 und 21 und den Außenleitern 18 und 20 ausgebildet sind. Jeder dieser Wellenleiter ist an seinem oberen Ende 22 offen und hat hier seinen Bereich größten Widerstands. Die elektrische Länge jedes der beiden Wellenleiter ist einem Viertel der der niedrigsten Frequenz des Frequenzbereichs des Siebs entsprechenden Wellenlänge oder einem ungeradzahligen Vielfachen davon gleich und kann zwecks Abstimmung des Siebs durch Abstimmittel geändert werden, welche mit einem Bereich kleinsten Widerstands der Wellenleiter zusammenwirken. Das Abstimmittel des Wellenleiters 16 besteht aus einem leitenden Kolben 23, der sowohl mit dem Innenleiter 19 als auch mit dem Außenleiter 18 in Berührung steht, so daß er den Wellenleiter kurzschließt und sein elektromagnetisches Feld abschließt. Der Wellenleiter 17 enthält einen ebensolchen Kolben 24. Die Kolben 23 und 24 sind in der Längsrichtung der Wellenleiter beweglich und sind daher dazu geeignet, die elektrische Länge der Wellenleiter auf ein Viertel der einer innerhalb des Frequenzbereichs des Siebs gelegenen, beliebigen Frequenz entsprechenden Wellenlänge oder auf ein ungeradzahliges Vielfaches davon zu beschränken. Die beiden Kolben sind mittels eines aus leitendem oder isolierendem Stoff bestehenden Bügels 25 miteinander verbunden, damit die Abstimmung der Wellenleiter gleichzeitig erfolgt.
In den Wellenleiter 16 ragt ein mit dem Innenleiter der Leitung 12 verbundenes Kopplungsglied 26 hinein, welches mit dem Innenleiter 19 kapazitiv gekoppelt ist, wie dies der gestrichelt gezeichnete Kondensator andeutet. In den Wellenleiter 17 ragt ein ebensolches, mit dem Innenleiter der Leitung 14 gekoppeltes Kopplungsglied 27 hinein. Diese Kopplungsglieder sind in einem solchen Abstand α von dem durch das offene Ende 22 der Wellenleiter bestimmten Bereich des größten Widerstands der Wellenleiter angeordnet, daß die durch die über sie angekoppelten Widerstände bewirkte Vergrößerung des Durchlaßbereichs jedes Wellenleiters bei seiner Abstimmung auf die Mittelfrequenz des Frequenzbereichs das größte Maß erreicht. In diesem Fall bleibt die Größe des Durchlaßbereichs des Wellenleiters bei der Abstimmung auf alle anderen Frequenzen des Frequenzbereichs nahezu unveränderlich.

Die beiden Wellenleiter 16 und 17 sind mittels einer konzentrischen Leitung 30 und mit dem Innenleiter dieser Leitung verbundene, in die Wellenleiter hineinragende und mit den Innenleitern der Wellenleiter kapazitiv gekoppelte Kopplungsglieder 28, 29 auch miteinander gekoppelt. Diese Leitung 30 soll dabei so kurz wie möglich sein. Der Abstand b der Kopplungsglieder 28, 29 von dem durch das offene Ende 22 der Wellenleiter bestimmten Bereich des größten Widerstands der Wellenleiter ist so bemessen, daß der Gesamtdurchlaßbereich des Siebs dann am größten wird, wenn das Sieb auf die Mittelfrequenz seines Frequenzbereichs abgestimmt ist. In diesem Fall bleibt die Größe des Gesamtdurchlaßbereichs des Siebs bei der Abstimmung auf alle anderen Frequenzen des Frequenzbereichs nahezu konstant.

Zwecks Abschirmung der Wellenleiter sind ihre Außenleiter um eine Strecke d über den Innenleiter hinaus verlängert und mit einer leitenden Platte 31 abgeschlossen.

Die Wirkungsweise des Siebs gemäß Fig. 1 wird an Hand der Fig. ia erläutert, welche ein Ersatzschaltbild des Wellenleiters 16 darstellt. Hierbei ist angenommen, daß das Antennensystem 10, 11 an die konzentrische Leitung 12 angepaßt ist, so daß an den Wellenleiter nur ein Widerstand R„ angeschlossen ist, dessen Größe dem Wellenwiderstand der Leitung 12 gleicht. Die kapazitive Kopplung zwischen dem Kopplungselement 26 und dem Innenleiter 19 des Wellenleiters stellt der Kondensator C„ dar. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß das Kopplungselement die eine Belegung eines Kondensators C_a darstellt, dessen andere Belegung mit dem Punkt χ des Wellenleiters 16 verbunden ist, wie dies die Fig. 1 zeigt. Ferner sei angenommen, daß der kapazitive Widerstand des Kondensators C₀ wesentlich kleiner ist als der Wert des Widerstands R_a bzw. des Wellenwiderstands der Leitung 12. Die zum Widerstand R_a parallel geschaltete Resonanzkapazität des Wellenleiters ist durch den Kondensator C₁ dargestellt, dessen Größe der halben Gesamtkapazität des Wellenleiters bei Resonanz entspricht. Diese Größe ergibt sich aus der Gleichung

C₁ =

π/2

(ι)

in welcher ω die Kreisfrequenz 2 π f des Wellenleiters 16 bei Resonanz und K der Wellenwiderstand des Wellenleiters ist.

Die zum Widerstand R parallel geschaltete Resonanzinduktivität des Wellenleiters ist durch die Spule L₁ dargestellt, deren Induktivität die zur Herbeiführung der Resonanz des Kreises C₁, L₁ erforderliche Größe hat. Die Bandbreite dieses Resonanzkreises, d. h. der Durchlaßbereich des Wellenleiters i6, richtet sich nach dem Dämpfungswiderstand R, dessen Größe sich unter den hier angenommenen Verhältnissen aus folgender Gleichung ergibt:

_R ₌ Ξ I

ω² C²a R_a ω α
cos²

(2)

in welcher α der Abstand in Zentimetern zwischen dem Punkt χ und dem offenen Ende 22 des Wellenleiters ist, während c die Lichtgeschwindigkeit je Sekunde in Zentimetern bedeutet.

Die Resonanzschärfe bzw. Bandbreite eines Resonanzkreises bestimmt sich nach dem Verhältnis der im Kreis gespeicherten und der im Kreis verzehrten Energie, ist also proportional dem Querwiderstand des Kreises und umgekehrt proportional zu seinem Längswiderstand. Dieses Verhältnis Q zwischen der gespeicherten und verzehrten Energie bestimmt sich nach der Gleichung

Q = ω C₁ R.

(3)

Die Bandbreite eines Resonanzkreises wird gewöhnlich im Verhältnis zur Bandbreite bei jenen zu beiden Seiten der Resonanzfrequenz gelegenen Kreisfrequenzen ausgedrückt, bei welchen die Empfindlichkeit des Kreises um drei Dezibel geringer ist als bei Resonanz. Für diese Bandbreite Δ ω ergibt sich das Verhältnis Q zu

Aus den Gleichungen (3) und (4) ist es augenscheinlich, daß die Bandbreite folgenden Wert hat:

Δω =

C₁ R

(5)

Wenn man in die Gleichung (5) den durch die Gleichung (2) gegebenen Wert von R einsetzt, erhält man

Δ ω = -~^a R_a ω² cos² -—. (6)

Durch Einsetzung des durch die Gleichung (i) gegebenen Werts von C₁ in die Gleichung (6) ergibt sich

1 (Xi U

Δ ω = - C²« R_aKm³ cos² . (7)

Tl C

Wenn man diese Gleichung nach der Kreisfrequenz differenziert und das Differential Null gleichsetzt, erhält man die die größte Bandbreite bestimmende folgende Gleichung:

ω α ω α 3
cc 2'
Die Gleichung (8) ist dann befriedigt, wenn

w a
— = °.99·

(8)

(9)

Demnach ergibt sich die größte Bandbreite, wenn der Abstand α zwischen dem Punkt χ und dem offenen Ende 22 des Wellenleiters folgenden Wert hat:

a = 0,99 -—
ω

0,99 λ

2 π

= 0,158 λ, (ίο)

wo λ die der Resonanzfrequenz des Wellenleiters entsprechende Wellenlänge ist.

Der Wellenleiter ist dabei zweckmäßig auf die Mittelfrequenz des Frequenzbandes des Wellenleiters abgestimmt. Bei dem sich aus dieser Abstimmung ergebenden Wert α bleibt die Bandbreite des Wellenleiters im ganzen Frequenzbereich des Wellenleiters konstant.

Während der die größte Bandbreite bestimmende Wert von α gemäß Gleichung (10) von der Resonanzfrequenz des Wellenleiters abhängt, ergibt sich der tatsächliche Wert der größten Bandbreite bei dieser Frequenz aus der Gleichung (7) und ist daher von der Kopplungskapazität C₀, dem Wellenwiderstand R der Leitung 12 und dem Wellenwiderstand K des Wellenleiters 16 abhängig. Die gewünschte größte Bandbreite kann also am besten durch entsprechende Wahl der Lage des Kopplungsglieds 26 oder des Abstands des Kopplungsglieds vom Innenleiter 19 oder durch entsprechende Wahl beider Faktoren erreicht werden.

Natürlich wird der Abstand α im Wellenleiter 17 und die größte Bandbreite dieses Wellenleiters in derselben Weise im Verhältnis zur Wellenlänge und zur Wirkkomponente des Widerstands desjenigen Kreises der Vorrichtung 15 gewählt, an welchen der Wellenleiter 17 angeschlossen ist.

In dem in Fig. ib gezeigten Ersatzschaltbild der miteinander gekoppelten Wellenleiter 16 und 17 stellt L₁ und C₁ die Induktivität und die Kapazität des dem Wellenleiter 16 gleichwertigen Parallelresonanzkreises dar, während L₂ und C₂ die Induktivität und Kapazität des dem Wellenleiter 17 gleichwertigen Parallelresonanzkreises darstellt. C₀ ist die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Kopplungskapazität zwischen den Kopplungsgliedern 28, 29 und dem Punkt y der Innenleiter 19 und 21 der beiden Wellenleiter. Es wird angenommen, daß die Wellenleiter einander gleich sind und gleichzeitig auf dieselbe Frequenz abgestimmt werden. Dabei ist also C₁ = C₂ und L₁ = L₂. Ferner wird angenommen, daß die Kopplungskapazität C₀ nur einen Bruchteil jeder der Kapazitäten C₁ und C₂ beträgt.

Der Kopplungskoeffizient k zwischen den beiden Wellenleitern ergibt sich aus der Gleichung

= -Z- cos"

ω b

(11)

in welcher C = C₁ = C₂ ist und den durch die Gleichung (1) angegebenen Wert hat, während b der Abstand »wischen dem Punkt y und dem offenen Ende 22 der Wellenleiter bezeichnet.

Die Bandbreite von solchen, gekoppelte Kreise enthaltenden Sieben wird gewöhnlich durch die Bandbreite zwischen den äußersten Spitzen der Durchlaß- 1*5 charakteristik des Siebs ausgedrückt. Wenn diese

Bandbreite Δ ω' genannt wird, ergibt sich der Kopplungskoeffizient zu

k = 4^· (12)

Aus den Gleichungen (ii) und (12) geht hervor, daß die Bandbreite der gekoppelten Wellenleiter 16 und 17 folgenden Wert hat:

Δ ω'= — K C₀ ω² cos²—. (13)

TZ C

Wenn man die Gleichung (13) nach der Kreisfrequenz differenziert und das Differential Null gleichsetzt, ergibt sich die größte Bandbreite zu

ω b , ω b , .

—-tg—-=i. (14)

C C

Die Gleichung (14) ist befriedigt, wenn

^- = 0,86. (X₅)

Demnach ergibt sich die größte Bandbreite, wenn der Abstand b zwischen dem Punkt y und dem offenen Ende 22 der Wellenleiter folgenden Wert hat:

b = 0,86-y= = 0,86 -7== 0,137 λ. (i6)
γ ω γ ϊπ

Wenn der Wert der Wellenlänge λ in dieser Gleichung der Mittelfrequenz des Frequenzbands des Siebs entspricht, bleibt bei dem sich aus der Gleichung ergebenden Wert von b die Bandbreite des Siebs im ganzen Frequenzbereich des Siebs konstant. Die größte Bandbreite des Siebs ergibt sich aus der Gleichung (13) und kann durch entsprechende Wahl der Lage der Kopplungsglieder 28 und 29 oder des Abstands dieser Kopplungsglieder von den Innenleitem 19 und 21 oder durch entsprechende Wahl beider Faktoren erreicht werden.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Wellenleiters 16 der Anordnung gemäß Fig. 1. Die elektrische Länge des hier dargestellten Wellenleiters 16' ist zwecks Abstimmung des Wellenleiters mittels eines im hohl ausgebildeten Innenleiter 19' axial verschiebbaren leitenden Abstimmungsorgans 33 veränderlich. Der zum Sieb gehörige andere nicht dargestellte Wellenleiter ist ebenso ausgebildet, und der die Abstimmorgane der beiden Wellenleiter miteinander verbindende Bügel 25' besteht hier aus Isolierstoff. Bei dieser Ausführungsform ist der Wellenleiter sowohl an seinem regelbaren Ende 34 als auch an seinem festen Ende 22 offen. Ein derartiger Wellenleiter wirkt bekanntlich als Widerstandstransformator, indem er den großen Widerstand an seinem offenen Ende 34 in einen kleinen Widerstand in dem von seinem offenen Ende um eine Viertelwellenlänge entfernten Bereich Z transformiert. Es ist augenscheinlich, daß der Bereich Z sich bei Verschiebung des Einstellorgans 33 ebenfalls in der Achsrichtung des Wellenleiters verschiebt, so daß also der hier gegebene kleine Widerstand in derselben Weise wirkt wie der kurzschließende Kolben 23 der Anordnung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Siebs, welche sich von dem Sieb gemäß Fig. ι darin unterscheidet, daß die beiden Wellenleiter 16" und 17" induktiv miteinander gekoppelt sind. Die Innenleiter 19" und 21" sind dabei bis zu den das obere Ende der Außenleiter 18" und 20" abschließenden leitenden Scheiben 31 verlängert, und die Abstimmung der Wellenleiter erfolgt durch derartige Einstellung der Abstimmkolben 23 und 24, daß die elektrische Länge jedes Wellenleiters der Hälfte der der niedrigsten Frequenz des Betriebsfrequenzbereichs des Siebs entsprechenden Wellenlänge oder einem geradzahligen Vielfachen davon gleicht. Die konzentrischen Leitungen 12 und 14 enden in je einer im Innern der Wellenleiter 16" und 17" in einem Abstand e vom kurzgeschlossenen festen Ende der Wellenleiter angeordneten Kopplungsschleife 36 bzw. 37, und die Leitung 30 endet ebenfalls in je einer im Innern der Wellenleiter in einem Abstand / vom Ende 22" der Wellenleiter angeordneten Kopplungsschleife 38 bzw. 39.

Die Anordnung gemäß Fig. 3 ist in elektrischer Hinsicht das Umgekehrte der Anordnung gemäß Fig. i, und infolgedessen ist die Wirkungsweise beider Anordnungen dieselbe. Dies folgt aus der Tatsache, daß das Verhalten eines elektrischen Netzwerks entweder durch die sich unter der Einwirkung von zugeführten Spannungen ergebenden Strömen oder durch die sich unter der Einwirkung von zugeführten Strömen ergebenden Spannungen ausgedrückt wird. Demgemäß stehen zwei elektrische Netzwerke im umgekehrten Verhältnis zueinander, wenn die Ströme und Magnetfelder des einen Netzwerks durch gleichwertige Spannungen und elektrische Felder an entsprechenden Punkten des anderen Netzwerks ersetzt werden können, die Induktivitäten und Kapazitäten des einen Netzwerks an den entsprechenden Punkten des anderen Netzwerks miteinander vertauscht sind, die Widerstände des einen Netzwerks im anderen Netzwerk durch entsprechende Leitfähigkeiten ersetzt sind und die Reihen- und Parallelschaltungen sowie die offenen Kreise und die kurzgeschlossenen Kreise in den beiden Netzwerken miteinander vertauscht sind. Aus den Fig. 1 und 3 ist nun ersichtlich, daß die gegenseitigen kapazitiven Kopplungen der elektrischen Felder in der Anordnung gemäß Fig. 1 in der Anordnung gemäß Fig. 3 durch gegenseitige induktive Kopplungen der entsprechenden magnetischen Felder ersetzt sind. Die an ihrem Ende 22 offenen und einen hohen Widerstand aufweisenden Wellenleiter 16 und 17 sind durch an ihrem entsprechenden Ende 22" kurzgeschlossene und einen geringen Widerstand aufweisende Wellenleiter 16" und 17" ersetzt, so daß sich an diesem Ende der Wellenleiter statt der bei der Anordnung gemäß Fig. 1 auftretenden höchsten Spannungen bei der Anordnung gemäß Fig. 3 die größten Ströme ergeben. Die Wellenleiter 16 und 17 sind durch die Kolben 23 und 24 kurzgeschlossen und haben daher im Abstand von einer Viertelwellenlänge von ihrem offenen Ende 22 ihren Bereich kleinsten Widerstands, während die Wellenleiter 16" und 17" offen sind und daher in einem Abstand von einer Viertelwellenlänge von ihrem kurzgeschlossenen Ende

22" ihren Bereich größten Widerstands haben. Infolge der hierdurch erwiesenen Tatsache, daß die Anordnung gemäß Fig. 3 eine völlige Umkehrung der Anordnung gemäß Fig. 1 darstellt, sind die Abstände α und e bzw. b und / der beiden Anordnungen einander gleich, so daß die Abstände e und / in der oben für die Abstände α und b angegebenen Weise bestimmt werden können.
Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Anordnung ist im wesentlichen gleich derjenigen gemäß Fig. 3, mit dem Unterschied, daß ihre Einstellung nicht durch Kolben, sondern durch axiale Verschiebung des einen Teils eines zweiteiligen Innenleiters erfolgt. Der hier verwendete Wellenleiter 41, der mit anderen ähnlichen Wellenleitern verbunden werden kann, besteht aus einem Außenleiter 42, der an seinen Enden durch die Scheiben 43 und 44 abgeschlossen ist. Die Scheibe 44 hat eine zentrische Öffnung 45, welche von federnden Kontaktfingern begrenzt ist, die mit dem axial beweglichen Teil 46 des Innenleiters in Berührung stehen, welcher in den mit der Scheibe 43 verbundenen festen Teil 47 des Innenleiters hineinragt, aber von ihm isoliert ist. Zur Ankopplung des Wellenleiters dienen zwei in ihn hineinragende Schleifen 48 und 49. Der Wellenleiter ist also eigentlich an seinem einen Ende kurzgeschlossen und an seinem anderen Ende offen und hat eine elektrische Länge, welche einer ungeraden Anzahl η von Viertelwellenlängen gleich ist, wie in der Zeichnung angedeutet.

Der in Fig. 5 dargestellte Wellenleiter 51 besteht aus einem Außenleiter 52 und einem Innenleiter 53, dessen elektrische Länge zwecks Abstimmung der Anordnung durch ein in ihm axial verschiebbares Einstellorgan 54 geändert werden kann. Der mit diesem Einstellorgan verbundene Einstellbügel 25' ist aus Isolierstoff hergestellt. Zur Ankopplung des Wellenleiters dienen Schleifen 56 und 57. Die elektrische Länge des Wellenleiters ist, ebenso wie im vorigen Fall, einer ungeraden Anzahl von Viertel-Wellenlängen gleich, wie in der Zeichnung angedeutet. Der Abstand e der Kopplungsschleifen vom kurzgeschlossenen Ende des Wellenleiters wird nach den in Verbindung mit Fig. 3 dargestellten Grundsätzen bestimmt.

Fig. 6 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf einen Rohrleiter 58 rechteckigen Querschnitts mit der Breite w und der Höhe h. Zur Abstimmung des Rohrleiters dient eine leitende Querwand 59, welcher mittels federnder Kontaktfinger 60 mit den Wänden des Rohrleiters in Berührung steht und mittels der Stellstange 61 längs des Rohrleiters verschiebbar ist. In der Resonanzkammer des Rohrleiters ist ein rohrförmiges induktives Kopplungsorgan 62 vorgesehen, welches an seinem einen Ende mit dem Innenleiter 63 einer zum Anschließen des Rohrleiters dienenden konzentrischen Leitung 64 und an seinem anderen Ende mit der Wandung des Rohrleiters in Verbindung steht. Der Durchmesser des Kopplungsorgans 62 wird vorteilhaft so groß gewählt, daß sein induktiver Widerstand kleiner als der Wellenwiderstand der Leitung 64 wird. Der Abstand I der Querwand 59 vom geschlossenen Ende des Rohrleiters bestimmt die Resonanzfrequenz des Rohrleiters. Dieser Abstand beträgt etwas mehr als die Hälfte der Wellenlänge der übertragenen Wellenenergie. Wenn im Rohrleiter z. B. eine H₀₁-WeIIe erregt wird, welche in ihm dieselbe sinusförmige Verteilung des elektrischen und magnetischen Feldes hat, wie sie in den konzentrischen Wellenleitern gemäß Fig. 3 gegeben ist, wird der Abstand t des Kopplungsorgans 62 vom geschlossenen festen Ende des Rohrleiters in der in Verbindung mit Fig. 3 dargelegten Weise so gewählt, daß sich eine konstante Bandbreite des durch den Rohrleiter gebildeten Siebs ergibt. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß ein Bereich größten Widerstands sich in einer vom abgeschlossenen Ende des Rohrleiters um eine Viertelwellenlänge entfernten Querebene ergibt. Dieser Bereich entspricht daher dem sich in der Nähe der Mitte der in Fig. 3 dargestellten Wellenleiter ergebenden Bereich größten Widerstands. Der Abstand s des Kopplungsorgans 62 von der Seitenwand des Rohrleiters bestimmt das Maß der induktiven Kopplung und damit den mittleren Durchlaßbereich des Siebs in seinem Frequenzbereich.

Anstatt des dargestellten einzigen induktiven Kopplungsorgans können natürlich, ebenso wie in der Anordnung gemäß Fig. 3, mehrere solcher Kopplungsorgane verwendet werden, und es können auch mehrere Rohrleiter der in Fig. 6 dargestellten Art miteinander verbunden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Abstimmbares elektrisches Sieb, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Wellenleiter, zur Änderung der elektrischen Länge dieser Wellenleiter geeignete Abstimmittel sowie Mittel zum Ankoppeln eines zur Vergrößerung des Durchlaßbereichs der Wellenleiter geeigneten Widerstands, deren Anschlußpunkt an die Wellenleiter so gewählt ist, daß jeder Wellenleiter bei seiner Ab-Stimmung auf die Mittelfrequenz seines Frequenzbereichs den größten Durchlaßbereich hat.

2. Sieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch kapazitive Kopplungsmittel, welche in einem solchen Abstand von einem festen Bereich größten Widerstands der Wellenleiter an diese angeschlossen sind, daß jeder Wellenleiter bei seiner Abstimmung auf die Mittelfrequenz seines Frequenzbereichs den größten Durchlaßbereich hat.

3. Sieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende der Wellenleiter offen ist und den festen Bereich größten Widerstands darstellt.

4. Sieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel an einem zwischen dem genannten festen Bereich größten Widerstands und dem durch die Abstimmittel bestimmten, einstellbaren Bereich kleinsten Widerstands der Wellenleiter gelegenen Punkt angeordnet sind.

5. Sieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmittel aus längs der Wellenleiter verschiebbaren, ihr elektrisches Feld abschließenden leitenden Körpern bestehen.

6. Sieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch induktive Kopplungsmittel, welche in einem

solchen Abstand von einem festen Bereich kleinsten Widerstands der Wellenleiter an diese angeschlossen sind, daß jeder Wellenleiter bei seiner Abstimmung auf seine Mittelfrequenz seines Frequenzbereichs den größten Durchlaßbereich hat. 7. Sieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende der Wellenleiter kurzgeschlossen ist und den Bereich kleinsten Widerstands bildet.

to 8. Sieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel an einem zwischen dem genannten festen Bereich kleinsten Widerstands und dem durch die Abstimmittel bestimmten, einstellbaren Bereich größten Widerstands der Wellenleiter gelegenen Punkt angeordnet sind.

9. Sieb nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge der Wellenleiter bei ihrer Resonanzfrequenz gleich einer halben Wellenlänge oder einem ganzzahligen Vielfachen davon ist und die Wellenleiter an ihrem einen Ende durch feste und an ihrem anderen Ende durch bewegliche Kurzschlußmittel abgeschlossen sind.

10. Sieb nach einem oder, mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Kopplungsmittel von dem genannten festen Bereich größten oder kleinsten Widerstands gleich 0,158 λ ist, wobei λ die der Mittelfrequenz des Frequenzbereichs der Wellenleiter entsprechende Wellenlänge ist.

11. Sieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere abstimmbare Wellenleiter enthält, welche miteinander an derartig gewählten Punkten ihrer Länge gekoppelt sind, daß das Sieb bei seiner Abstimmung auf die Mittelfrequenz seines Frequenzbereichs den größten Durchlaßbereich hat.

12. Sieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Kopplungsmittel zur gegenseitigen Kopplung der Wellenleiter vom genannten festen Bereich größten oder kleinsten Widerstands gleich 0,137 ^ ^t. wobei λ die der Mittelfrequenz des Frequenzbereichs des Siebs entsprechende Wellenlänge ist.

13. Sieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmittel der Wellenleiter miteinander mechanisch verbunden sind.

14. Sieb nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenleiter aus konzentrischen Leitungen bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen