DE815204C

DE815204C - Anordnung zur Erzeugung zweier um 180íÒ phasenverschobener Stroeme oder Spannungen aus einer unsymmetrischen Spannung

Info

Publication number: DE815204C
Application number: DEL172A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Brauer; Rudolf V Ottenthal
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1949-10-28
Filing date: 1949-10-28
Publication date: 1951-10-01

Description

Anordnung zur Erzeugung zweier um 180° phasenverschobener Ströme oder Spannungen aus einer unsymmetrischen Spannung In vielen Fällen ergibt sich in der Hochfrequenztechnik die Notwendigkeit, zwei oder mehr Verbraucherwiderstände mit Strömen zu speisen, deren Phasendifferenz i8o° beträgt. Als Beispiel sei die Speisung von zwei oder vier gleichen symmetrischen Antennendipolen genannt. Bei symmetrischen Leitungen ist die Erzeugung zweier um i8o° phasenverschobener Spannungen durch eine Kreuzung leicht zii erreichen. Bei unsymmetrischen Leitungen dagegen ist eine Kreuzung nicht ohne weiteres möglich. Zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von i8o° bei unsymmetrischen Leitungen muß man entweder entsprechend der Wellenlänge unterschiedliche Kabellängen verwenden oder einen Phasenschieber zwischenschalten. Es bleibt natürlich noch die Möglichkeit, mit Hilfe von Symmetrierungsgliedern die Leitungen symmetrisch zu machen und dann die Kreuzung vorzunehmen. Doch bedeutet dies einen verhältnismäßig großen Aufwand. Die erstgenannten beiden Möglichkeiten der Kreuzung unsymmetrischer Leitungen hingegen sind mit dem Nachteil verbunden, daß die Phasenverschiebung im Gegensatz zur Kreuzung bei symmetrischen Leitungen frequenzabhängig ist. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Weg zu weisen, wie man auf einfache Weise auch bei unsymmetrischen Leitungen zwei um i8o° phasenverschobene Ströme oder Spannungen erzeugen kann.
Der Erfindungsgedanke besteht darin, am Verzweigungspunkt von zwei zu den beiden Verbrauchern führenden koaxialen Kabeln gleicher elektrischer Länge jeweils den Mantel des einen mit dem Innenleiter des anderen zu verbinden und durch ein Sperrglied für den Mantelstrom des zweiten Kabels dafür zu sorgen, daß das Potential des Mantels des zweiten Kabels, der mit dem Innenleiter des ankommenden Kabels verbunden ist, gehalten wird. Zur Weiterbildung der Erfindung gehört die besondere Ausbildung dieses Sperrgliedes. Das Potential im Kabelanfang kann dadurch gehalten werden, daß wenigstens das Anfangsstück des zweiten Kabels spiralig aufgewickelt ist. Die spiralförmige Ausbildung des Kabels verhindert durch Selbstinduktionswirkung ein Absinken des Potentials. Hinter der spiraligen Wicklung wird der Kabelmantel zweckmäßigerweise geerdet. Um die induktive Sperrwirkung der Spiralwicklung zu verbessern, wird gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung eine vorzugsweise veränderbare Kapazität zwischen Kabelmantel des ankommenden und Kabelmantel des spiralig gewickelten Kabels geschaltet. Induktivität und Kapazität bilden zusammen einen Sperrkreis.
Bei hohen Frequenzen kann jedoch die vorgeschlagene Ausbildung des Sperrgliedes gewisse Nachteile aufweisen, da jede Induktivität auch Kapazität besitzt, so daß eine definierte Größe des Blindwiderstandes des spiralig gewickelten Kabels bei hohen Frequenzen nicht gegeben ist. Eine gewisse Abhilfe bildet zwar die bereits erwähnte Parallelschaltung der Kapazität; für sehr hohe Frequenzen jedoch ist eine solche Anordnung nicht ausreichend. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den Anfang des zweiten Kabels mit einem konzentrischen Rohrstück zu umgeben, dessen Anfang im Abzweigpunkt mit dem Mantel des ersten Kabels und dessen Ende mit dem Mantel des zweiten Kabels verbunden ist. Um die elektrische Länge des Rohrstückes der Frequenz anzupassen, kann der Verbindungspunkt des Endes des Rohrstückes mit dem Mantel des zweiten Kabels einstellbar gewählt werden. Die elektrische Länge beträgt vorzugsweise (A = Wellenlänge). Zur Abstimmung bzw. Erweiterung des Frequenzbereiches wird gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken die elektrische Länge des Rohrstückes durch einen im Verzweigungspunkt zwischen den Mantel des zweiten Kabels und das Rohrstück geschalteten vorzugsweise veränderbaren Kondensator eingestellt.
Der Erfindungsgedanke wird an Hand der Abb. i bis 4 näher erläutert. Abb. i zeigt die bekannte Kreuzung bei symmetrischen Leitungen. Die von dein Generator G erzeugte Hochfrequenzspannung U ruft in dem Dipol A1 einen Strom Il in der gezeichneten Pfeilrichtung hervor. Durch Kreuzung der Leitungen erzielt man in dem Dipol A, einen um 18o° gedrehten Strom 1=, wie es durch den umgekehrt gezeichneten Pfeil in dem Fußpunktwiderstand R angedeutet ist. Durch weitere Kreuzungen wird die Phase für den Strom J3 im Dipol A3 und den Strom 14 in dem Dipol A4 um je r 8o° gedreht.
Eine solche Kreuzung ist jedoch bei unsymmetrischen Spannungen nicht ohne weiteres möglich, da eine etwa nach Abb. 2 ausgeführte Kreuzung unsymmetrischer Spannungen auf den Koaxialkabeln Ki und K2 die volle Potentialdifferenz zwischen den Mänteln zur Folge hat, wodurch beträchtliche Fehlströme zur Erde und Umgebung, insbesondere bei hohen Frequenzen, abfließen. Die von dem Generator G erzeugte Hochfrequenzspannung wird über das Kabel K1 dem Verzweigungspunkt A zugeführt. Die Kabel Ki und K2 sind mit den Verbraucherwiderständen R1 und R2 abgeschlossen.
In Abb.3 ist der Erfindungsgedanke in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Bedeutung der Buchstaben ist die gleiche wie in Abb.2. Im Abzweigpunkt A ist der Innenleiter des ankommenden bzw. ersten Verbraucherkabels mit dem Mantel des zweiten Verbraucherkabels wie in Abb.2 verbunden. Das Anfangsstück des Kabels K2 ist jedoch nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform spiralig gewickelt, so daß es infolge seiner Induktivität das Potential am Kabelanfang hält. Der vorzugsweise einstellbare Kondensator C bildet mit der Kabelinduktivität einen Sperrkreis. Im Punkt B ist das Kabel K2 geerdet, so daß der Kabelmantel von diesem Punkt bis zum Verbraucher spannungslos ist. Voraussetzung für die gegenphasige Speisung der beiden Widerstände ist natürlich, daß die elektrischen Längen beider Kabel, von A ab gerechnet, gleich sind. Über den Kabelmantel K2 fließt dann bei genügend großer Induktivität des Kabels nur ein kleiner Strom zur Erde, der den Generator G über das Kabel K1 belastet.
Das in Abb.4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise für sehr hohe Frequenzen geeignet. Die Bedeutung der Buchstaben ist wieder dieselbe. Das konzentrische Rohrstück T bildet mit dem Kabel einen Topf. Durch den Schieber S ist die elektrische Länge einstellbar. Der vorzugsweise veränderbare Kondensator dient zur Abstimmung bzw. Erweiterung des Frequenzbereiches. Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es selbstverständlich möglich, die Induktivitätswirkung für das Anfangsstück des Kabels K2 durch eine andere als die dargestellte Wicklungsart zu erreichen. Ebenso ist es möglich, dem Topf T eine andere Gestalt zu geben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Erzeugung zweier um 18o° phasenverschobener Ströme oder Spannungen aus einer unsymmetrischen Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß am Verzweigungspunkt von zwei zu den Verbrauchern führenden koaxialen Kabeln gleicher elektrischer Länge jeweils der Mantel des einen mit dem Innenleiter des anderen verbunden und das Potential des Mantels des zweiten Kabels, der mit dem Innenleiter des Kabels für die zugeführte Spannung verbunden ist, im Abzweigpunkt durch ein Sperrglied für den Mantelstrom aufrechterhalten ist.
2. Kabelanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Anfangsstück des zweiten Kabels spiralig gewickelt ist.
3. Kabelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kabel hinter dem spiralig gewickelten Teil geerdet ist.
4. Kabelanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB eine vorzugsweise veränderbare Kapazität zwischen das Ende des Mantels des im Verzweigungspunkt ankommenden Kabels und den Anfang des Mantels des spiralig gewickelten Kabels geschaltet ist.
5. Kabelanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB der Anfang des zweiten Kabels von einem konzentrischen Rohrstück umgeben ist, dessen Anfang im Abzweigpunkt mit dem Mantel des ersten Kabels und dessen Ende, vorzugsweise im Abstand von einem Viertel der Wellenlänge, mit dem Mantel des zweiten Kabels verbunden ist.
6. Kabelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB der Verbindungspunkt des konzentrischen Rohrstücks mit dem zweiten Kabel einstellbar ist.
7. Kabelanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Abzweigpunkt eine vorzugsweise veränderbare Kapazität zwischen den Mantel des zweiten Kabels und das konzentrische Rohrstück geschaltet ist.