DE846569C - Abstimmbarer Hochfrequenzgegentaktleistungsverstaerker - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 14. AUGUST 1952

X 38 jj Villa/ 2 ία*

l)ie F.rrmdiing bezieht sich auf einen Hochfrequenzgegentaktleistufigsverstärker mit luft- oder wassergekühlten Yerstärkerröhren mit nur an einem Ende offenen Anodenzylindern und mit einer einzigen Lecherleitung als Anodenkreis. Große Verstärkerröhren, z. B. für Leistungen von io kW und höher, werden praktisch immer mit derartigen Anoden ausgerüset.

Die ErIiIi(UiHg bezweckt, eine vorteilhafte Bauanordnung eines derartigen Verstärkers zu schaffen, mit der bei großer Leistung, z.B. iookW, und kurzen Wellen bis zu etwa io m ein großer Wellenbereich bei niedrigen Verlusten bestrichen werden kann.

Nach der [Erfindung besteht die Lecherleitung aus zwei Hohlleitern mit an den einander zugewendeten Seiten abgeplattetem Querschnitt und einer zwischen diesel] abgeplatteten Flanken kontinuierlich verschiebbar angeordneten Kurzschlußbrücke, die die ganze Breite der flachen Kanten bestreicht, wobei das offene linde eines jeden Anodenzylinders mit dem entsprechenden Lecherleiter in der Nähe von einem der beiden langen Ränder der abgeplatteten Flanken des Leiters verbunden ist, welche abgeplattete Flanke sich etwa parallel zur Achse der Ver- '25 stärkerröhre erstreckt. Hierbei empfiehlt es sich, daß die Kurzschlußbrücke in bezug auf die Längsrichtung der Lecherleitung eine derartige schräge Lage einnimmt, daß der Alistand der Brücke von dem Anodenzylinder längs des erwähnten, mit dem offenen Fnde des Anodenzylinders verbundenen Randes der abgeplatteten Flanke des Lecherleiters größer und längs des anderen Randes kleiner ist, als es bei einer Kurzschlußbrücke der Fall wäre, die

sich senkrecht zur Längsrichtung der Lecherleitung erstreckt. Die Stromverteilung über die Kurzschlußbrücke ist dann, wie im folgenden erläutert wird, gleichmäßiger, wodurch das Verbrennen der Kontakte der Brücke verhütet wird.

Vorteilhaft kann eine Konstruktion verwendet werden, bei der die Lecherleitung aus zwei gleich großen, kreisförmig gekrümmten Leitern besteht und die Kurzschlußbrücke an einem Arm befestigt ίο ist, der um eine sich durch die Krümmungsmittelpunkte der beiden Leiter erstreckende Achse drehbar ist. Es sind dann vorzugsweise die inneren Ränder der abgeplatteten Lecherleiter mit den offenen Enden der entsprechenden Anodenzylinder ¹S verbunden, und es bildet die Kurzschlußbrücke einen Winkel von weniger als i8o° mit der geraden Verbindungslinie zur Drehungsachse.

Zur Kopplung des Verstärkers mit einer Verbrauchsvorrichtung, z. B. eine Antenne, kann eine Kopplungsschleife in Form einer zweiten Lecherleitung verwendet werden; diese wird dann, wie aus folgendem hervorgeht, an derjenigen Seite der Anodenlecherleitung angeordnet, die mit den offenen Enden des Anodenzylinders verbunden ist. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schaubildlich dargestellt ist, näher erläutert.

Die den Anodenkreis bildende Lecherleitung besteht aus zwei gleich großen, kreisförmig gekrümmten Leitern 1 und 3 mit an den einander zugewendeten Seiten abgeplattetem Querschnitt. Infolge dieser Form des Querschnitts hat die Leitung eine große Kapazität und eine geringe Selbstinduktion je Längeneinheit und somit einen niedrigen Wellenwiderstand, z. B. 150 Ω. Dies ist erwünscht, um zu verhüten, daß die Elektrodenkapazitäten der Verstärkerröhren und andere Kapazitäten, die das offene Ende der Lecherleitung überbrücken, eine zu große Erniedrigung der Resonanzfrequenz herbeiführen. Zwischen den auf diese Weise ausgebildeten, abgeplatteten inneren Kanten (Flanken) der Leiter 1 und 3 (in der Zeichnung sind auch die Außenflanken abgeplattet, aber dies ist nicht wesentlich) ist eine Kurzschlußbrücke 5 verstellbar, indem diese an einem Isolierarm 7 befestigt ist, der um eine sich durch die Krümmungsmittelpunkte der gekrümmten Leiter 1 und 3 erstreckende Achse 9 drehbar ist. Die Kurzschlußbrücke 5 ist beiderseitig mit federnden Kontakten 11 bzw. 13 versehen, die zusammen die ganze Breite der abgeplatteten, einander zugewendeten Flanken der Leiter 1 und 3 bestreichen, wodurch der sehr große Hochfrequenzkreisstrom (bei einem Sender von 100 kW z. B. in der Größenordnung von 300 A) über eine verhältnismäßig große Anzahl Kontakte 11 bzw. 13 verteilt wird, wobei die Kontakte 11 je mit dem gegenüberliegenden Kontakt 13 durch einen kurzen Metallstreifen 15 verbunden sind.

Die Lecherleitung 1, 3 ist an einem Ende durch eine Platte oder einen Flansch 17 dauernd kurzgeschlossen. Die freien Enden der Leiter 1 und 3 sind je mit den Anoden zweier wassergekühlter Leistungsverstärkerröhren 21 und 23, z. B. je 50kW, verbunden. Diese Röhren (in der Zeichnung ist nur die vordere Röhre 21 in Einzelheiten dargestellt) sind von der üblichen Bauart und besitzen einen am oberen Ende 25' offenen Anodenzylinder 25, der größtenteils von eiriem Kühlwassermantel 27 umgeben ist sowie einen Glaskolben 29, der etwas unterhalb des offenen Randes 25' luftdicht mit dem Anodenzylinder 25 verschmolzen (geschweißt) ist. Das Gitter der Röhre ist innerhalb des Kolbens 29 an einem ebenfalls luftdicht mit dem Kolben verschmolzenen Chromeisenring 31 befestigt, der zugleich als Anschlußkontakt für das Gitter dient. Mit dem Ring 31 ist mittels eines breiten Metallstreifens 33 das Ende eines kreisförmig gekrümmten Leiters 35 leitend verbunden, der zusammen mit einem ähnlichen Leiter 37, der mit dem Gitter der Röhre 23 verbunden ist, eine Lecherleitung von der gleichen Art wie die Leitung 1, 3 bildet. Die Leitung 35, 37 fungiert als Gitterschwingungskreis und ist mittels einer um eine Achse 39 drehbare Kurzschlußbrücke 41 abstimmbar.

Übersichtlichkeitshalber ist nur die vordere Entladungsröhre in Einzelansicht und teilweise aufgeschnitten dargestellt, und es sind die Halterungen der Lecherleitungen 1, 3 und 35, 37 und der Wellen 9 und 39 in der Zeichnung weggelassen. Da die hintere Röhre 23 der vorderen Röhre 21 vollkommen gleicht, wird nur die letztgenannte detailliert beschrieben.

Die Anode 25 und der Mantel 27 sind koaxial von einem Kupferzylinder 43 umgeben, der an den beiden Enden offen und in üblicher Weise mit einwärts umgebogenen, nicht sprühenden Rändern versehen ist. Zwischen den oberen (offenen) Enden des Anodenzylinders 25 und des Zylinders 43, oder wenigstens in der unmittelbaren Nähe dieser Enden, ist eine ringförmige, mit den Zylindern koaxiale ioo Kupferplatte 45 angeordnet, die eine Verbindung mit einer sehr niedrigen Selbstinduktion zwischen den Zylindern 25 und 43 bildet und mit einem Flansch des Anodenzylinders verschraubt sein kanu. Der Zweck des Zylinders 43 besteht darin, den Anodenzylinder mit Zubehör in einem feldfreien Raum unterzubringen, um Sprüherscheinungen längs gegebenenfalls vorhandener, verhältnismäßig scharfer Ränder zu verhüten. Außerdem bildet der Zylinder 43 mit einer zylindrisch gekrümmten no Platte 47, die den Zylinder 43 koaxial teilweise umfaßt, einen der beiden Neutrali sierungskondensatoren des Verstärkers.

Um Überhitzung des Kolbens 27 an der Anschmelzung an die Anode (welche Anschmelzung sich einige Zentimeter unterhalt) des Randes 25' des Anodenzylinders befindet) zu verhüten, ist ein wenig unterhalb des Anschmelzrandes an der Außenseite ein sich aufwärts erweiternder, durchbrochener Metallkegel 49 angeordnet, der ebenfalls mit einem Sprührand versehen ist. Der Anschmelzrand befindet sich im feldfreien Raum zwischen dem oberen linde 25' des Anodenzylinders und dem Kegel 49. Der Gitteranschluß 31 kann mit einem ähnlichen Kegel ausgestattet sein.

Das Ende desLecherleitersi ist an den Zy linder 43

derart angeschlossen, daß einer der beiden langen Ränder der streifenförmigen, abgeplatteten Innenflanke des Leiters, im vorliegenden Fall der innere Rand des kreisförmig gekrümmten abgeplatteten Streifens, welche abgeplattete Flanke sich wenigstens nahezu parallel zur Achse der Röhre 21 erstreckt, mit dem offenen linde des Anodenzylinders 25 verbunden ist. ISei dieser Konstruktion zeigt es sich, dal.! die Verbindung von der Anode zum Lecherleiter eine möglichst geringe Selbstinduktion hat, was sehr wichtig ist, um einen Wellenbereich mit einer möglichst niedrigen Mininiumwellenlängc zu erzielen. Die Anordnung der Röhren parallel zu den abgeplatteten Flanken ist aus baulichen Gründen wesentlich (Raumersparnis, bequeme gegenseitige Abschirmung der Anode und des Gitterraumes usw.) und weil dabei der Zylinder 43 und der entsprechende, der Röhre 23 zugeordnete Zylinder elektrisch eine Fortsetzung der Lecherleitung 1, 3 bilden.

Im beschriebenen Fall erstreckt sich die Verbindung zwischen dem Lecherleiter 1 und der Anode 25 über die ringförmige Platte 45. die eine Durchschaltung mit geiinger Selbstinduktion bildet. Der Lecherleiter konnte aber auch an den Kühlwassermantel 2J angeschlossen sein. Der Hochfrequenzanodenstrom (liel.ll infolge der Hautwirkuiig ausschließlich längs der Oberfläche, also von der Innenseite der Anode über dem offenen, Rand 25' durch den durchbrochenen Kegel 49 über der Platte 45 und dem Sprührand des Zylinders 43 zum oberen Rand des Leiters 1 und verteilt sich dann über die abgeplattete luneiitlaiike. Hierbei ist die vom Strom zurückzulegende Strecke bis zu denjenigen Kontakten 1 1 der Kurzschlußbrücke 5, die der Achse 9 am nächsten liegen (im dargestellten Fall die oberen Kontakteil) im allgemeinen kürzer als der Abstand bis zu den anderen Kontakten ii.

Zum Ausgleich dieses l'ntersehieds, der einen l/nUrschied in der Strombelastung der Kontakte 11 zur Folge haben würde, hat es sich als wichtig erwiesen, die Kurzschlußbrücke 5 in der dargestellten Weise etwas schräg anzuordnen derart, daß der Absland der ISrücke 5 von der Anode 25 längs des oberen Randes der abgeplatteten Iimentlanke des gekrümmten Leiters 1 größer ist und längs des anderen Randes kleiner ist, als es bei nicht schläger Lage der ISrücke der Fall wäre, oder, allgemein gesagt, derart, da 1.1 der Abstand der Iirücke 5 von der Anode 25 längs desjenigen Randes der abgeplatteten Iimentlanke (im vorliegenden Fall der innerste Rand des gekrümmten Leiters 1) der mit dem offenen linde 25' (im vorliegenden Fall dem ol>eren linde) des Anodenzylinders 25 in Verbindung steht, großer ist und längs des anderen Randes kleiner ist, als es bei einer nicht schrägen, im vorliegenden Fall radialen Lage der ISrücke 3 der I'all wäre. Durch Probieren kann mau eine derartige schräge Lage der !!rücke 5 herausfinden, daß die Belastung sämtlicher Kontakte 11 und 13 etwa gleich ist. Dies ist sehr wichtig, um bei den auftretenden sehr hohen Stromstärken Störungen durch Verbrennen der Kontakte zu verhüten.

Zur Kühlung der Kontakte 11 erstrecken sich durch den Hohllecherleiter 1 drei Rohre 51 bis 53. Durch diese Rohre wird Kühlwasser durchgeleitet, das auch die Anode 25 kühlt, wobei das Rohr 52 als I linleitung und die Rohre 51 und 53 als Rückleitung dienen. Der Leiter 1 kann dadurch aufgebaut werden, daß, wenn man von den drei Kupferrohren 51, -,2 und 53 ausgeht, diese Rohre durch Festlöten flacher Flankenstreifen miteinander verbunden werden.

Das in bezug auf den Lecherleiter 1 Gesagte gilt sinngemäß auch für den als sein Spiegelbild ausgebildeten, diesem im übrigen identischen Leiter 3.

Die Lecherleitung 1, 3 kann statt kreisförmig j gekrümmt, auch anderswie gekrümmt oder vollkommen gerade sein; die erstgenannte Ausbildung ist aber in bezug auf die Kosten und den beanspruchten Raum besonders vorteilhaft und am meisten zur Anwendung der beschriebenen baulichen Grundsätze geeignet. Hei dieser Ausbildung wird, wie bereits gesagt, das offene linde 25' des Anodenzylinders vorzugsweise an die oder in der Nähe der innersten Ränder der abgeplatteten Flanken der Lecherleiter 1 und 3 angeschlossen. Dies ergibt baulich die beste Lösung, da dann die Verstärkerröhren 21 und 23 in geringer Höhe mit den Gitter- und Glühdrahtanschlüssen oben im Kasten oder im Gestell des Verstärkers angeordnet und die Lecherleitungen 1, 3 und 35, τ,γ ganz oder zum Teil im oberen Teil des Kastens untergebracht werden können.

Zur Übertragung der Ausgangsenergie des Verstärkers zu einem Verbrauchskreis, z. B. zu einer Antenne, ist eine Kopplungsschleife in Form einer gesonderten, etwa halbkreisförmig gekrümmten Lecherleitung 57, 59 etwa konzentrisch mit der Leitung i, 3 angeordnet. Die Leitung 57, 59 erstreckt sich längs eines Teils der Leitung 1, 3 und ist am einen Ende durch eine feste, in der Xähe der Verstärkerröhre 21 und 23 befindliche Kurzschlußbrücke 61 abgeschlossen. Die Länge des mit der Leitung i, 3 gekoppelten Teils der Kopplungsschleife 57, 59, 61 ist von der jeweiligen Lage der Kurzschlußbrücke 5 abhängig und ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, in dem Maße größer, wie die eingestellte Wellenlänge größer ist, wodurch es möglich ist, immer annähernd den richtigen Kopplungsgrad zu erzielen. Fs ist dabei wesentlich, daß die Kopplungsschleife gegenüber derjenigen Seite der Leitung 1. 3 angeordnet ist, die mit den offenen linden des Anodenzylinders in Verbindung steht, im vorliegenden I'all an der Innenseite der kreisförmig gekrümmten Leitung 1, 3. Es ist ja der Si rom in dieser Leitung, wenigstens in der Xähe der Rohren 2 r und 2^,, auf dieser Seite der Leitung i, 3 am größten, so daß dort die festeste Kopplung erzielbar ist. was namentlich bei den kürzesten Wellen des Wellenbereichs wichtig ist.

Die beschriebene Hauart eignet sich auch vorteilhaft zur Verwendung von luftgekühlten Leistungsverstärkerröhren; die dabei auftretenden baulichen Aufgaben sind, ebenso wie bei Wasserkühlung, größtenteils eine Folge der großen Abmessungen der Teile und können auf die oben geschilderte Weise

zu einer zufriedenstellenden praktischen Lösung gebracht werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:
2. i. Abstimmbarer Hochfrequenzgegentaktleistuiigsverstärker mit luft- oder wassergekühlten Verstärkerröhren mit nur an einem Ende ίο offenen Anodenzylindern und mit einer Lecherleitung als Anodenkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Lecherleitung aus zwei vorzugsweise hohl ausgebildeten Leitern mit an den einander zugewendeten Seiten abgeplattetem >5 Querschnitt und einer zwischen diesen abgeplatteten Flanken kontinuierlich verschiebbar angeordneten Kurzschlußbrücke besteht, die die ganze Breite der Plattenflanken bestreicht, wobei das offene Ende eines jeden Anodenzylinders mit dem entsprechenden Lecherleiter in der \^Tähe von einem der beiden langen Ränder der abgeplatteten Flanke des Leiters verbunden ist, welche abgeplattete Flanke sich etwa parallel zur Achse der Verstärkerröhre erstreckt. 2. Abstimmbarer Hochfrequenzgegentaktverstärker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußbrücke in bezug auf die Längsrichtung der Lecherleitung eine derartige schräge Lage hat, daß der Abstand der Brücke von dem Anodenzylinder längs des erwähnten, mit dem offenen Ende des Anodenzylinders verbundenen Randes der abgeplatteten Flanke des Lecherleiters größer und längs des anderen Randes kleiner ist, als es bei einer sich senkrecht zur Längsrichtung der Lecherleitung erstreckenden Kurzschlußbrücke der Fall wäre.
3. 3. Abstimmbarer Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Lecherleitung aus zwei gleich großen, kreisförmig gekrümmten Leitern besteht und die Kurzschlußbrücke an einem Arm befestigt ist, der um eine sich durch die Krümmungsmittelpunkte der beiden Leiter erstreckende Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Ränder der abgeplatteten Lecherleiter mit den offenen Enden der entsprechenden Anodenzylinder verbunden sind und daß die Kurzschlußbrücke einen Winkel von weniger als i8o° mit der geraden Verbindungslinie zur Drehungsachse bildet.
4. 4. Abstimmbarer Verstärker nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem eine Kopplungsschleife in Form einer gesonderten Lecherleitung mit der Anodenlecherleitung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsschleife an derjenigen Seite der Anodenlecherleitung angeordnet ist, die mit den offenen Enden der Anodenzylinder verbunden ist.
5. 5. Abstimmbarer Verstärker nach Anspruch 1,

   2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenzylinder einer jeden Verstärkerröhre und der ihn gegebenenfalls umschließende Kühlwassermantel koaxial von einem leitenden Zylinder umgeben sind, wobei ein im wesentlichen ringförmiger, mit dem Anodenzylinder koaxialer Leiter eine Verbindung zwischen dem offenen Ende des Anodenzylinders und dem entsprechenden Ende des letztgenannten Zylinders bildet und das Ende des Lecherleiters sich an die Außenseite dieses Zylinders anschließt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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