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Anordnung zur Ankopplung eines Hochfrequenzverbrauchers an eine Energieleitung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankopplung eines Hochfrequenzverbrauchers,
z.B. einer Kurzwellenantenne, an eine Energieleitung mit über ein breites Frequenzband
frequenzunabhängiger Anpassung des Verbraucherscheinwiderstandes an den Energieleitungswellenwiderstand.
Ein besonderes Anwendungsgebiet des Erfindungsgedankens besteht in der Übertragung
von Fernsehsendungen, bei der bekanntlich sehr breite Frequenzbänder mit großer
Leistung vom Sender aus zu einer Antenne geleitet und dort ausgestrahlt werden müssen.
Die bekannten Mittel zur Anpassung des Verbraucherwiderstandes an den Wellenwiderstand
der Energieleitung, die dazu dienen; Reflexionen und damit stehende Wellen auf der
Leitung zu vermeiden, lassen sich bei sehr breiten Frequenzbändern nicht mehr anwenden,
da sie stets für eine einzige Frequenz bemessen sind und infolgedessen nur bei einer
einzigen Frequenz des Bandes, z. B. der Trägerfrequenz, richtige Anpassung ergeben.
Für sämtliche Seitenbandfrequenzen dagegen ist die Antenne fehlangepaßt, was zu
Verzerrungen und wesentlicher Verschlechterung der Übertragungsgüte führt.
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Die Erfindung gibt eine Anordnung an, die eine optimale Anpassung
des Verbraucherscheinwiderstandes an den Energieleitungswellenwiderstand über ein
ganzes Frequenzband gleichmäßig gewährleistet.
Zum besseren Verständnis
der Erfindung seien zunächst die physikalischen Verhältnisse dargelegt, die bei
der Ankopplung einer Leitung an einen beliebigen Verbraucherwiderstand bei verschiedenen
Frequenzen auftreten. Der Verbraucherwiderstand ist im allgemeinen komplex und läßt
sich daher durch einen «'irlzwiderstanfl und einen Blindwiderstand ersetzt denken.
Ist sowohl die Wirk- als auch die Blindkomponente des Verbrauchers frequenzunabhängig,
was aber im allgemeinen bei Antennen nicht der Fall ist, so besteht das Problem,
diesen konstanten Scheinwiderstand an den zumeist rein Ohmschen Wellenwiderstand
der Energieleitung frequenzunabhängig anzupassen. Der Verbraucherblindwiderstand
ist also frequenzunabhängig auf den Wert Null oder zumindest einen vernachlässigbar
kleinen Wert und der Verbraucherwirkwiderstand. frequenzunabhängig auf einen konstanten,
dem Energieleitungswellenwi:lerstand entsprechenden Wert zu transformieren. Im allgemeinen
läßt sich eine der beiden Bedingungen leicht erfüllen. So ist es bereits bekannt,
den Verbraucherblindwiderstand mittels eines zwischen die Antenne und die Energieleitung
geschalteten Leitungsstückes geeigneter Länge und geeigneten Wellenwiderstandes
weitgehend frequenzunabhängig auf annähernd den Wert Null zu transformieren. Hierbei
wurde jedoch noch nicht berücksichtigt, daß durch die Transformation auch der Verbraucherwirkwi_lerstand
transformiert wird, und zwar derart, daß der ursprünglich frequenzunabhängige Wirkwiderstand
nunmehr eine Frequenzabhängigkeit aufweist, so daß die Anpassung zwar für die Blindwilerstandskornponente
über das ganze Band gleichmäßig besteht, für die Wirkwiderstandskomponente jedoch
bei den weiter abliegenden Seitenbandfrequenzen Fehlanpassung hervorgerufen wird.
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Kommt noch hinzu, daß der '#lerbraucherblindwiderstand und in vielen
Fällen sogar der Verbraucherwirkwiderstand selbst frequenzabhängig sind, so müssen
die Transformationsmittel zusätzlich die Eigenschaft haben, den Frequenzgang des
VerbraucherscheinwHerstandes bei gleichzeitiger Erfüllung der obengenannten Bedingungen
zu kompensieren. Diese Aufgabe wurde bisher nur dadurch gelöst, daß der Verbraucherscheinwiderstand
durch zusätzliche, konzentrierte Induktivitäten und Kapazitäten derart erweitert
wurde, daß der ursprünglich frequenzabhängige Verbraucherblindwiderstand frequenzunabhängig
auf- den Wert Null und der als frequenzunabhängig vorausgesetzte Verbraucherwirkwiderstand
auf einen frequenzunabhängigen,konstdnten Wert transformiert wurde. Es war jedoch
hier noch nicht möglich, einen beliebigen Verbraucherscheinwiderstand an einen beliebigen
Energieleitungswellenwiderstancl anzupassen, da der Wert des transformierten Verbraucherwirkwiderstandes
durch die geforderten Transformatiotlseigenschaften festgeleg t war und im allgemeinen
nicht mit dem gewünschten Energieleitungswellenwiderstand übereinstimmte.
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Außerdem sind die genannten, zur Anpassung dienenden zusätzlichem
konzentrierten Induktivitäten und Kapazitäten für ultrakurzeWellen (Wellenlängekleiner
als 1o in) nicht mehr anwendbar, da in ihnen stets eine große Blindlleistung verbraucht
wird und daher Verluste auftreten. Geracje bei diesen kurzen Wellen aber ist wegen
der Schwierigkeit der Erzeugung möglichst vollständige Verlustfreiheit notwendig.
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Es ist zwar schon eine Anordnung bekannt, bei der die Anpassung durch
eine einzige als Vierpol wirkew'e Transformationsleitung durchgeführt und der hierbei
gegebenenfalls auftretende Blindwiderstand durch eine in Reihe oder parallel eingeschaltete,
als Zweipol wirkende zusätzliche Reaktanz kompensiert wird, die ebenfalls als Leitungsabschnitt
ausgebildet werden kann. Diese Anordnung bedingt aber gewisse bauliche Schwierigkeiten,
da entweder ein durch den Außenleiter hindurchgeführter Abgriff des Innenleiters
oder eine Unterbrechung des Innenleiters mit einer in diese Unterbrechung eingeschalteten
Zusatzreaktanz oder Leitung vorgesehen sein muß.
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Erfindungsgemäß läßt sich eine vollständige, über ein breites Frequenzband
praktisch konstante Anpassung dadurch erzielen, daß zwischen den Verbraucher und
die Energieleitung zwei o ler mehrere Transformationsleitungen als Vierpole in Reihe
eingeschaltet sind, von denen wenigstens zwei in ihren Wellenwiderständen und Längen
derart bemessen sind-, daß der Wirkanteil des übertragenen Verbraucherwilerstandes
sowohl bei der eigentlichen Arbeitsfrequenz als auch bei einer anderen Frequenz
des Frequenzbandes gleich dem Wellenwiderstand der Energieleitung und der Blindanteil
des übertragenen Verbraucherwi9erstandes für bei -Je Frequenzen gleich Null ist.
Die Erfindung beruht auf der- Erkenntnis, daß sich e'lie über ein gefordertes Frequenzbanl
frequenzunabhängige Transformation eines beliebigen Scheinm@i'erstandes auf einen
bestimmten anderen Scheinwi ;erstand, vorzugsweise einen reinen Wirkwiderstand,
c'urch Hintereinanierschaltung mehrerer Transformationsleitungen mit geeignet gewählten
Wellenwiderständen und ebenfalls geeignet gewählten Längen erreichen läßt.
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Die Verwenlung zweier Transformationsleitungen zwischen einer Antenne
und einer Energieleitung ist zwar bekannt, jedoch dienten die beiden Leitungen hierbei
nur dazu, die Transformation nicht, wie sonst üblich, mittels einer einzigen
-Leitung, sondern in zwei getrennten Stufen durchzuführen, da sich dann bei in ihren
Werten sehr verschiedenen, aneinander anzupassenden Widerständen günstigere Bemessungsvorschriften
für die Transformationsleitungen ergeben. Die exakte Anpassung ist dabei aber le'iglich,
wie auch bei der normalen
-Transformationsleitung, für eine einzige Frequenz gewährleistet. Diese Verhältnisse
lassen sich leicht an Hand der Be:lingungsgleichungen für die Transformationsleitungen
verdeutlichen. Der Wellenwiderstand der normalen
-Leitung ist so zu bemessen, daß er gleich dem geometrischen -Mittel der beiden
aneinander anzupassenden Widerstände ist. Dies führt, wie schon erwähnt, in vielen
Fällen zu praktischnicht darstellbarenWellenwi3ei-standswerten. Werden dagegen zwei
-Leitungen hintereinandergeschaltet, so besteht die Belingung, daß das Verhältnis
ihrer
Wellenwiderstände gleich der Wurzel aus dem Verhältnis der aneinander anzupassenden
Wi'erstände ist. Über den Absolutwert der Wellenwiderstände selbst besteht dabei
keine Vorschrift, so daß Giese auf den konstruktiv günstigsten Wert gebracht werden
können. Bei Breitbandübertragung versagt diese Anordnung jedoch vollständig, da
die Frequenzabhängigkeit der Transformation im allgemeinen außerordentlich stark
ist. Hier setzt die Erfindung ein, durch die die Lehre gegeben wird, nicht nurdas
Verhältnis der Wellenwiderstände, sondern die Wellenwiderstände selbst und gleichzeitig
die Längen so zu wählen, c?aß die Transformationseigenschaften entweder praktisch
frequenzunabhängig o'er derart frequenzabhängig sind, daß die Frequenzabhängigkeit
des Verbraucherscheinwilerstan.ies kompensiert wird. Daß eine solche Wahl der Wellenwiderstände
möglich ist, ist von vornherein nicht zu erwarten uni läßt sich nur durch genaueste
Analyse der Leitungsgleichungen zeigen.
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Wie ohne weiteres ersichtlich, bestehen für den allgemeinen Erfindungsgedanken
außerordentlich viele Ausführungsmöglichkeiten, da die Längen und die Wellenwi'erstänie
der verschiedenenTransformationsleitungen auf die verschiedenste Weise so aufeinander
abgestimmt werden können, daß die geforderte Anpassung erzielt wird. Die verschiedenen
Ausführungsformen sind. je'och nicht alle äquivalent, da nicht jeder Wert eines
Wellenwilerstanies praktisch verwirklicht wer ?en kann,- da der den Wellcn`,vi'erstan1
bestimmen'e Abstand zwischen den beiden Leitern einer Doppelleitung, z. B. einer
koaxialen Leitung, praktisch nicht über ein gewisses Minimum oder Maximum hinaus
gewählt werden kann. Man ist daher auf die zur Verfügung stehenden M'ellcnwi'erstän'e
derLeitungen angewiesen und muß aus der Vielzahl der möglichen Ausführungsformen
der Erfindung c iejcnigen heraussuchen, die für die praktische Anwendung am günstigsten
sind. Im folgenden sollen einige solcher Formen beschrieben und an Hand von Zahlenbeispielen
diskutiert werden.
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Ist der Verbraucherwirkwiderstand frequenzunabhängig konstant, während
der Verbraucherblin1-wiAerstand einen Frequenzgang aufweist, wie dies bei fußpunktgespeistenKurzwellcnantenncnvon
-Länge näherungsweise der Fall ist, so läßt sich die Transformation Gieses Scheinwilerstandes
in einen frequenzkonstanten Wirkwi'erstand durch c ie Hintereinan'erschaltung von
zwei Leitungen gemäß Abb. = erreichen, deren Längen gleich
gewählt werden. Mit = ist ein Hochfrequenzsender bezeichnet, der über eine Energieleitung
2 von beliebiger Länge mit einer Antenne 3 verbunden ist. Zwischcn der Antenne und
der Leitung befinden sich zwei Transformationsleitungen T1 uni T2 von je
-Länge, deren Wellenwilerstänie verschieden sind, was durch e ie verschiedene Dicke
des Inn-nleiters angedeutet ist. Der am Eingang des Transformationsglie2es T2 erscheincnie
Verbraucherscheinwilerstand ist dann rein ohmisch un 1 praktisch frequcnzunabhängig,
wenn e ie Wellcnwi?erstände der bei?en Transforniationsleitungcn nach den folgenden
Näherungsformeln berechnet sin 1:
In diesen Formeln ist mit X, ein Bliniwilerstand bezeichnet, der sich aus der Formel
X = y ' Xo
(3)
ergibt, wo X der Blindwiderstand der Antenne und y die
Verstimmung, d. h. die Größe
(wo co, gleich der Resonanzfrequenz der Antenne ist) bedeutet. Bei der Verstimmung
y = o, d. h. bei der Resonanzfrequenz der Antenne, ist der Antennenblinlwilerstand
gleich Null. Mit yA; ist diejenige Verstimmung bezeichnet, bei der der transformierte
Blindwiierstand wieder exakt gleich Null ist, was .je nach der Breite des zu übertragenden
Frequenzbandes von vornherein bestimmt werden kann. Bei normalen Fernsehbändern
ist yh; am günstigsten etwa gleich o,i. Mit Rd ist in den Formeln der Wirkwiderstand
der Antenne bezeichnet. Ist in einem praktischen Beispiel der Mirkwi-lerstand der
Antenne gleich 25 Ohm, der Frequenzgang des Antenncnblindwiderstandes gleich
y # 63 Ohm, also X, = 63 und yt; = o,i, so ergibt sich für W1 (Wellenwiderstand
der ersten Transformationsleitung) 8,65 Ohm .und für W2 43 Ohm. Die Polgenie Tabelle
läßt erkennen, wie der Scheinwi'erstand der Antenne durch cie beilen Transformationsleitungcn
transformiert wird. In cieser Tabelle ist mit y wie'er wie oben die Verstimmung,
mit Rtr der transformierte Wirkwi'erstand und mit Xtr der transformierte Blindwilerstand
bezeichnet.
| y Rtr Xtr |
| 0 25,0 0 |
| 0,02 25,1 0,24 |
| 0,04 25,2 0,48 |
| o,o6 25,3 0155 |
| 0,08 25,3 0,42 |
| 0,10 25,1 0 |
| 0,12 24,8 -o,6o |
Wie man sieht, besitzt der transformierte Wirkwiaerstand annähernd den gleichen
Wert wie der ursprüngliche Antenncnvvirk,%wiierstand, während der
Antennenblindviiderstand
frequenzunabhängig auf annähernd den Wert Null transformiert wird.
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Man kommt also mit den beiden
-Transformationsstücken aus, wenn der Wellenwiderstand der Energieleitung gleich
dem transformierten Wirkwiderstand ist. In dem angeführten Zahlenbeispiel betrug
dieser Widerstand 25 Ohm, was aber für die normalen Energieleitungen einen praktisch
unvorteilhaften Wert darstellt. Es ist deshalb angebracht, zwischen die Transformationsleitungen
und die Energieleitung noch weitere Transformationsleitungen einzuschalten, durch
die der frequenzunabhängige, auf den Wert Null transformierte Verbraucherblindwiderstand
weiterhin frequenzunabhängig Null bleibt, der transformierte Verbraucherwirkwiderstand
jedoch frequenzunabhängig auf den Wert des 'nergieleitungswellenwiderstandes transformiert
wird. Dieser Zweck wird durch die Hintereinanderschaltung zweier
-Transformationsleitungen erfüllt, wie dies die Abb. a zeigt. Hier ist mit i der
Sender, mit a die Energieleitung, mit T; und T4 die beiden
-Transfor mationsleitungen bezeichnet. An die Leitung- T, schließen sich dann gemäß
Abb. i die beiden
-Transformationsleitungen T, und 7'1 sowie die Antenne ; an. Dieser sich an die
Leitung 7'3 anschließende Teil ist in Abb. 2 durch einen Abschlußwiderstand R1 dargestellt.
Es ist selbstverständlich, daß der am Ausgang der beiden
-Leitungen erscheinende' YVi-,lerstand R1 nicht unbedingt durch einen gemäß
Abb. z transformierten Verbraucherwiderstand dargestellt zu sein braucht, sondern,
daß diese erste Transformation des Verbraucherwiserstandes auch auf andere bekannte
Weise, z. B. mittels konzentrierter Induktivitäten uns Kapazitäten, durchgeführt
werden kann. Statt dessen kann natürlich auch R1 direkt durch einen Verbraucher
gebildet werden, dessen Eigenschaften dem am Eingang der Transforrnationsleitung
T2 in Abb. i erscheinenden Scheinwiderstand entsprechen, der also eignen frequenzunabhängigen
Blindwiderstand vom Wert Null und einen frequenzunabhängig konstanten Wirkwiderstand
besitzt.
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Für die Transformationsleitungen T3 und T" in Abb. 2 gilt zunächst
die an sich bekannte, oben angeführte Bedingung, daß das Verhältnis ihrer Wellenwiderstände
gleich der Wurzel aus dem Verhältnis der aneinander anzupassenden Widerstän-je ist.
Diese Bedingung genügt jedoch, wie ebenfalls schon erwähnt, noch nicht, um die Fr
equenzunabhängigkeit der Transformation zu gewährleisten. Es muß deshalb noch eine
weitere Bedingung über die Absolutwerte der Wellenwiderstände abgeleitet werden.
Wie sich aus der Theorie ergibt, werden beide Bedingungen dadurch erfüllt, daß der
am En 1e der beiden Transformationsleitungen erscheinende -Wirkwilerstand (R1 in
Abb. 2), der Wellemwilerstand 11'3 der davorliegenden Transformationslcitung T3,
gier am Eingang dieser Leitung erscheinende VerbraucherurirkwHerhtan' Rd,, der Wellenwierstand
ff, der nächstfolgenden Transforrnationsleitung T., und der Wellenwiderstan3 _ 11't,;
der Energieleitung 2 ihren Werten nach eine geometrische Reihe bilden. Es gilt also:
Diese Bedingung schließt die an sich bekannte Bedingung in sich, daß
Darüber hinaus sind aber die einzelnen Wellenwiderstände auch ihrem absoluten Wert
nach festgelegt, wodurch, wie oben erwähnt, die Frequenzunabhängigkeit der Transformation
gewährleistet ist.
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In einem Zahlenbeispiel sei R1 = 25 Ohm, WI,, _ 6o Ohm, W3 = 31 Ohm,
W4 = 48 Ohm. Die hierbei auftretenden Verhältnisse sind in Abb.3 veranschauli ht.
Auf der Abszisse ist in dieser Abbildung die Verstimmung y in Prozenten, auf der
Ordinate sind die Werte des am Eingang der Transformationsleitung T4 (in Abb. 2)
erscheinenden Wirkwiderstandes (Kurve I) sowie des an derselben Stelle erscheinenden
Blin_lwiderstandes (Kurve II) in Ohm aufgetragen. Wie man sieht, ist zwischen o
und io°/o Verstimmung der Blindwiderstand, praktisch gleich Null und der Wirkwiderstand
gleich 6o Ohm, d. h. gleich dem Wellenwiderstand der Energieleitung.
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Durch die Hintereinanderschaltung zweier Transformationsleitungen
gemäß Abb. i und zweier Transformationsleitungen gemäß Abb. 2 ist es also möglich,
den frequenzabhängigen Blindwiderstand der Antenne frequenzunabhängig auf den Wert
Null und den als frequenzunabhängig angenommenen Wirkwiderstand derAntenne frequenzunabhängigauf
einengewünschten Wert, nämlich den Wert des Wellenwiderstandes der Energieleitung,
zu transformieren. Es herrscht demnach über das ganze Band optimale Anpassung.
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Im folgenden (Abb. 4) wird gezeigt, wie man im Falle einer fußpunktgespeisten
-Antenne mit drei Transformationsstücken auskommen kann.
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In Abb. 4 ist wiederum mit i der Sender, mit 2 die Energieleitung,
mit T1 eine Transformationsleitung von
-Länge, mit T. und T3 je eine Tranformationsleitung von
-Länge bezeichnet. Als Verbraucher ist das Ersatzschaltbild einer z. B. fußpunktgespeisten
Antenne von
-Länge mit der Ohmschen Komponente RA und der Blindkomponente X = yXo bezeichnet.
Für diese Anordnung gilt zunächst wieder die bekannte Bedingung (5), die mit den
bei Abb. 4 gewählten Bezeichnungen folgendermaßen lautet:
wo mit 117, iV3 die Wellenwiderstände der Transformationsleitung T2, T3 und
mit L1'1; der Wellenwiderstand der Energieleitung 2 bezeichnet sind. Da der Antennenwirkwiderstand
durch die
-Leitung T1 bei
kleinen Verstimmungen praktisch nicht transformiert
wird, setzt sich der Abschlußscheinwiderstand der Transformationsleitung T2 zusammen
aus dem Verbraucherwirkwiderstand Rg und dem durch die Leitung T1 transformierten
Verbraucherblindwiderstand. Mit diesem komplexen Abschlußwiderstand lassen sich
die für die Breitbandübertragung günstigsten Absolutwerte der Wellenwiderstände
W2 und W3 ermitteln, durch die dieser Abschlußwiderstandauf den Ohmschen Wellenwiderstand
W$ derEnergieleitung transformiert wird. Der dann noch frei verfügbare Wellenwiderstand
W1 der Transformationsleitung T1 wird dann so gewählt, daß eine möglichst geringe
Frequenzabhängigkeit der Wirkwiderstandstransformation durch diese Leitung auftritt.
Für diesen Wellenwiderstand ergibt sich als günstigster Wert
In einem praktischen Beispiel sei z. B. der Antennenwirkwiderstand Rg = 18 Ohm,
X° = 63 Ohm und Wp, = 6o Ohm. Die günstigsten Werte der Wellenwiderstände der -Transformationsleitungen
ergeben sich zu Wi = 4,5 Ohm, W2 = 42 Ohm, W3 = 75 Ohm. Die hierbei erhaltenen
Kurven für die Abhängigkeit der Transformationseigenschaften von der Frequenz entsprechen
fast völlig denen der Abb. 3.
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Wird der Wert von W1 um einige Prozente verändert, so erhält man unter
Umständen auf der einen Seitenbandseite noch günstigere Anpassungsverhältnisse.
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Bei sämtlichen bisherigen Ausführungsbeispielen des Erfindungsgedankens
war der Verbraucherwirkwiderstand, der im wesentlichen durch den Strahlungswiderstand
der Antenne gebildet wird, als frequenzunabhängig konstant angenommen. Bei sehr
großer Bandbreite ist diese Bedingung jedoch nicht mehr, exakt erfüllt, so daß die
zur Anpassung dienendenTransformationsleitungen noch zusätzlich die Aufgabe erhalten,
den Wirkwiderstandsgang bei weit abliegenden Seitenbandfrequenzen zu kompensieren.
Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Antennenlänge sowie die Länge der Transformationsleitungen
gegenüber den für den mittleren Strahlungswiderstand geltendenAbmessungen derart
geändert werden, daß die Frequenzabhängigkeit der Transformationseigenschaften der
Leitungen umgekehrt gleich der Frequenzabhängigkeit des Strahlungswiderstandes ist,
wie an sich bereits vorgeschlagen. Praktisch kommen hierbei Verstimmungen bis zu
etwa 51)1, in Frage. Die Abb. 5 zeigt unter n. die Frequenzabhängigkeit der Wirkwiderstandstransformation,
unter b die Frequenzabhängigkeit der Blindwiderstandstransformation. Auf der Abszisse
sind die Verstimmungen, auf der Ordinate der Wirk- bzw. Blindwiderstand in Ohm angegeben.
Die Kurven I beziehen sich auf den Verbraucher (Antenne) selbst, d. h. auf den Scheinwiderstand,
der am Verbrauchereingang gemessen wird. Die Kurven II sind bei einer gemäß Abb.
i, d. h. also unter Verwendung von zwei
-langen Transformationsleitungen angepaßten Antenne berechnet. Wie man sieht, ist
die maximale, innerhalb des Bereiches von io°/° Verstimmung auftretende Blindwiderstandskomponente
noch etwa 6 Ohm und die maximale Wirkwiderstandsabweichung etwa 2,5 Ohm. Verkürzt
man nun die Antennenlänge um etwa 1,5% und die Längen der Transformationsleitungen
um etwa 20/0, so erhält man die Kurven III, bei denen die maximale Wirkwiderstandsabweichung
nur noch i,2 Ohm und die maximale Blindwiderstandskomponente nur noch z Ohm beträgt.
Die Anpassung ist demnach wesentlich besser als bei genauer Abstimmung. Auf entsprechende
Weise läßt sich die Kompensation der Frequenzabhängigkeit des Antennenstrahlungswiderstandes
bei den übrigen Ausführungsbeispielen der Erfindung durchführen.
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Durch die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen ist die
Anpassung eines beliebigen Strahlers an eine Speiseleitung gewährleistet. Beim praktischen
Betrieb ergeben sich jedoch noch insofern Schwierigkeiten, als durch die Antennenkonstruktion
am Antennenfußpunkt zusätzliche Impedanzen auftreten, die der Antenne und damit
der Speiseleitung parallel geschaltet sind. Diese Impedanzen haben nichts mit den
natürlichen im Ersatzschaltbild der Antenne als Reihenimpedanzen auftretenden Blind-
und Wirkwiderständen zu tun. Diese Zusatzimpedanzen, die sich meist als Parallelkapazitäten
auswirken, beeinträchtigen die Wirkung der Transformationsleitungen. Am einfachsten
läßt sich dieser Einfluß bekanntlich dadurch beseitigen, daß die unerwünschte Querkapazität
durch eine zusätzliche Induktivität zu einem abgestimmten Kreis erweitert wird,
was jedoch wiederum nur bei schmalen Frequenzbändern wirksam ist. Bei der erfindungsgemäßen
Anordnung läßt sich die Kompensation dieset Kapazität für ein breites Frequenzband
ähnlich wie die Kompensation des frequenzabhängigen Antennenwirkwiderstandes dadurch
erreichen, daß sowohl die Antennenlänge als auch die Länge der Transformationsleitung
gegenüber den berechneten Werten verstimmt wird. Die Wirkung der unerwünschten Antennenfußpunktkapazität
wird dann praktisch vollständig aufgehoben.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anpassung einer Antenne an eine Energieleitung
beschränkt, sondern kann zur reflexionsfreien Kopplung beliebiger komplexer Widerstände
dienen. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Reflexionsfreiheit
nicht, wie bei den bisher üblichen Verfahren, nur bei einer Frequenz oder einem
schmalen Frequenzband, sondern über ein breites Frequenzband (z. B. io°/° Verstimmung)
erzielt wird. Da ein solches Problem hauptsächlich bei der Übertragung der beim
Fernsehen üblichen Frequenzbänder vom Sender auf die Antenne auftritt, ist der beschriebene
Fall der Ankopplung einer Antenne an eine Leitung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Dabei ist es auch gleichgültig, welche spezielle Antennenform gewählt wird. Die
oben angegebenen
Zahlenbeispiele richteten sich z. B. sämtlich auf
eine fußpunktgespeiste
-Antenne. Handelt es sich z. B. um eine fußpunktgespeiste
-Antenne, so wäre in Abb. 4 als Antennenersatzschaltbild ein Parallelresonanzkreis
einzuzeichnen, wobei natürlich auch die Transformationsleitungen entsprechend anders
zu dimensionieren sind.