-
Leitungsvierpol zur Anpassung für ultrakurze Wellen; Zur Widerstandstransformation
verwendet man bei mittleren Hochfrequenzen Vierpole, die aus konzentrierten Blindwiderständen
aufgebaut sind, beispielsweise Transformatoren oder aus Induktivitäten und Kapazitäten
zusammengesetzte L-, T-oder n-Glieder. Bei sehr hohen Frequenzen (ultrakurzen
bzw. Dezimeterwellen) müssen an Stelle konzentrierter Blindwiderstände Leitungsteile
mit verteilter Induktivität und Kapazität verwendet werden. So ist es z. B. bekannt,
zwischen einer Energieleitung und einer Antenne zur Anpassung einDoppelleitungsstück
einzuschalten, dessenLänge ein Viertel .der Arbeitswellenlänge beträgt und dessen
Wellenwiderstand zur Erzielung des gewünschten Übersetzungsverhältnisses passend
gewählt wird. Man hat sogar schon die verschiedenartigsten Filter bzw. Vierpole
mit Transforrnetionseigenschaften in den Zug einer koaxialen Leitung eingebaut.
Dabei wurden die Induktivibäten durch Leitungsabschnitte erhöhten Wellenwiderstandes,
insbesondere durch Erweiterungen des Außenleiters bzw: diesen umschließende Mäntel,
dargestellt. Alle diese bekannten Anordnungen besitzen jedoch den Nachteil, daß
einmal die erforderlichen Wellenwiderstände häufig praktisch nicht zu verwirklichen
sind und daß weiterhin eine Einstellung. des Wellenwiderstandes bzw: des Manteldurchmessers
etwa zwecks Änderung des gewünschten übersetzungsverhältnisses nur schwer durchzuführen
ist. Ähnliche Schwierigkeiten treten beim Wellenwechsel auf; da die Dänge der Leitungsabschnitte
geändert werden müßte.
Gemäß der,votlie@genden.Erfindung werden
diese Schwierigkeiten dadurch vermieden; daß zwei Topfschwinger (sich selbst abschirmende,
einseitig kurzgeschlossene Leitungsstügke) mit je einem durch einen Spalt mit @Kapäzitätsflächen
unterbrochenen Innenleiter ineinander geschachtelt oder in @ Achsrichtung hintereinander
angeordnet sind und _daB .ein .Leiter durch den hohl ausgebildeten Innenleiter des
ersten Topfes geführt ist und dessen Spalt frei und darauf den Spalt des zweiten
.Topfes unter Anschluß an die gegenüberliegende Begrenzungsfläche des Spaltes durchsetzt,
wobei als Eingangsklemmenpaar die aus, dem Leiter und dem Innenleiter des ersten
Topfes gebildete Doppelleitung, als Ausgangsklemmenpaar die beiden Begrenzungsflächen
des Spaltes des zweiten Topfes dienen, und daß die Kapazitäten an den beiden Spalten
derart gewählt sind, daß die beiden Topfschwinger gegensinnig gegen die Arbeitsfrequenz
verstimmt sind. Die Einstellung des gesamten Vierpols wird hier einfach durch den
Wert der Endkapazität festgelegt. ' Eine derartige Anordnung zeigt Abb. i im Querschnitt.
Die beiden Schwingungstöpfe T, und T2 sind koaxial in Achsrichtung .hintereinander
ängeordnet.' Ihre ?fohl' nussgebildeten Innenleiter J, und J2 sind von den rechten
Stirnseiten durch je einen Spalt getrennt. Die Spaltkapazitäten sind durch Kapazitätsplatten
P, bzw. P2 vergrößert und stellen die konzentrierten Kapazitäten der Topf-, kreise
dar. Die räumliche Länge kann hierdurch gegenüber der elektrischen Länge wesentlich
verkürzt werden. Längen und Kapazitäten der Töpfe sind derart_gewtählt, daß die.
elektrische Länge des ersten Topfes größer als Ä/4, die des zweiten Topfes kleiner
als A./4 ist. T, wirkt also zwischen den Begrenzungsfüächenseines Spaltes als Kapazität
C, T2 als Induktivität L.
-
Innerhalb der hohl ausgebildeten Topfinnenleiter J" J, ist ein drahtförmiger
Leiter J koaxial angeordnet, der den Spalt des Topfes T, frei durchsetzt, während
sein Ende an die in der Zeichnung rechts liegende Stirnwand von T2 angeschlossen
ist. Die aus I und J, gebildete Doppelleitung K, stellt an ihrem linken Ende
das Eingangsklemmenpaar E dar. Das Ausgangsklemmenpaar A wird durch die ebenfalls
koaxiale Ausgangsleitung K2 gebildet, deren Außenleiter in die rechte Stirnwand
von T2 übergeht, 'während der Innenleiter an die Kapazitätsplatte P2 angeschlossen
ist.
-
Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung ergibt sich aus folgendem:
Dadurch, daß der Innenleiter J den Spalt von Ti frei durchsetzt, liegt die Impedanz
des Topfes T, (die Kapaziäält C) zwischen einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme.
Die Impedanz' -des Topfes Tp liegt dagegen zwischen den beiden Ausgangsklemmen.
Das Ersatzschaltbild dieser Anordnung wird daher durch Abb: z dargestellt, 'die
eine L-Schaltung mit der Längskapazität C und der dahinterliegenden Querinduktividät°-L
zeigt. Durch entsprechend andere Abstimmung können natürlich C und L vertauscht
werden, während" durch Vertauschung von Ausgang und Eingang, eine -L-Schaltung mit
Querimpedanz und dahinterliegender Längsimpedanz entsteht.
-
Um eine Resonanzanpassung zu erzielen, werden in an sich bekannter
Weise C und L so gewählt, daß ihre Reihenschaltung auf die Arbeitsfrequenz abgestimmt
ist. Der dann noch verfügbare Freiheitsgrad in der Wahl von C und L ermöglicht die
Festlegung des Übersetzungsverhältnisses.
-
Man kann also bei der Anordnung nach Abb..i durch eine reine kapazitive
Abstimmungsänderung das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen einstellen. Darin
liegt ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber den eingangs
erwähnten bekannten Anordnungen, bei denen das Übersetzungsverhältnis durch den
Wellenwiderstand bestimmt wird. Ein Übergang auf eine andere Welt läßt sich ebenfalls
durch reine kapazitive Abstirrrinungsänderungen (ohne L,längenänderung) durchführen.
Die Abstimmungsänderung läßt sich nach Abb. i etwa dadurch bewerkstelligen, daß
die Enden der Topfinnenleiter fernrohrartig .ausziehbar ausgebildet sind, wobei
die längs verschiebbaren Rohrteile die Kapazitätsplatten P,, P= tragen. Weiterhin
ist es möglich, zur Abstimmung ,dem jeweiligen Spalt von der Seite einen Leiter
oder ein Dielektrikum zu nähern. Die Ab-
stimmung von T2 könnte auch so vorgenommen
werden, daß der P$ gegenüberstehende Teil der Stirnwand längs- verschiebbar ausgebildet
ist.
-
Abb. 3 stellt eine ähnliche Anordnung dar, bei welcher der Spalt des
Topfes T2 nicht ,am Topfende, sondern in der Mitte angeordnet ist, so daB ein symmetrischer
Topf entsteht. Die Ausgangsleitung kann hierbei als symmetrische Doppelleitung ausgebildet
und seitlich herausgeführt sein. Es wird also gleichzeitig eine Symmetrierung bewirkt.
-
Abb.4 zeigt schließlich eine Anordnung, bei welcher die Töpfe T, und
T2 koaxial ineinander angeordnet sind. Der Innenleiter von T2 ist gleichzeitig der
Außenleiter von T,. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei Abb. i.