DE869369C

DE869369C - Oscillating circuit with adjustable tuning for ultra-short waves

Info

Publication number: DE869369C
Application number: DES10336D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr-Ing Otto
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-05-31
Filing date: 1942-05-31
Publication date: 1953-03-05

Description

Schwingungskreis mit veränderbarer Abstimmung für ultrakurze Wellen Für ultrakurze, insbesondere D-ezimeterwellen müssen die Elemente von Schwingungskreisen eine besonders hohe Güte aufweisen. Beim Übergang zu immer kürzeren Wellen kann nämlich die resultierende Schwingkreiskapa,zität nicht im gleichen Maße wie die Wellenlänge verkleinert werden. Schon durch die Schalt- und Röhrenkapazitäten allein sind, die Grenzen gezogen. Will man überdies die Abstimmung des Schwingkreises möglichst unempfindlich gegen Röhrenwechsel machen, so muß die -chwi gkreishapazität groß gegen. die Röhr-e:nkapazitäten sein. Wenn der Resonanzwiderstand des Schwingungskreises trotzdem genlügend groß bleiben soll, so, muß die Güte der Induktivität entsprechend höher werden.Oscillation circuit with adjustable tuning for ultrashort waves For ultrashort waves, especially d-ezimeter waves, the elements of oscillation circles have a particularly high quality. In the transition to ever shorter waves, you can namely the resulting Schwingkreiskapa, city not to the same extent as the Wavelength can be reduced. Simply by the switching and tube capacities alone the limits are drawn. Furthermore, if possible, the oscillation circuit should be tuned make insensitive to tube changes, the circuit capacity must be large against. be the tube capacities. When the resonance resistance of the oscillation circuit should nevertheless remain sufficiently large, the quality of the inductance must correspond accordingly get higher.

Man hat daher Schwingungskreise für ultrakurze, insbesondere Dezimeterwellen mit Vorteil unter Verwendung von Induktivitäten, diie flächenhaft ausgebildet sind, gebaut, insbesondere benutzte man dazu rotationssymmetrische Hohlkörper mit innenliegenden, die Kapazität bildenden Teilen. Besonders vorteilhaft soll nach einem früheren Vorschlag die Induktivität durch einen auf der Innenseite geschlitzten ringförmigen. Hohlteil und derKondensator durch denRingschlitz verbindende ebenePlatten gebildet und hierbei der den.Schwingkreis. bildende Hohlkörper aus federndem Blech hergestellt werden.. Hierdurch ergibt sieh ein Schwingungskreis mit veränderbarer Abstimmung. Bei federnder Ausbildung des Hohlkörpers kann nämlich die Änderung der Abstimmung durch mechanische Änderung des Plattenabstandes erfolgen, ohne d;aß Schleifkontakte, notwendig sind. Gleichzeitig damit bleibt der Vorteil starrer Schwingungskreise mit flächenhafter Ausbildung der Induktivität erhalten, bei denen der Schwingkreis aus. einem in. sich geschlossenen, insbesondere rotationssymmetrischen Hohlkörper besteht. Die Strahlung eines solchen Kreises nach außen ist nämlich Null; da sowohl das, magnetische als auch das elektrische Feld ausschließlich im Innern des Hohlraumes verbleiben. Wenn die innere Oberfläche .der Induktivität dabei- sehr groß isst, ergibt sich auch eine große Geite des Schwingungskreises: Ausgehend von dem Gedanken,, daß es nicht notwendig ist, die bewegliche Platte des Kondensators unmittelbar galvanisch mit denn Toroid zu verbinden, sonldern daß eineKopplung über eine Kapazität von, ausreichender Größe genügt, ist bereits vorgeschlagen worden, die Kapazität in zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren aufzuteilen, von denen der eine im wesentlichen als kapazitiver Kurzschluß, der andere im wesentlichen: als Abstimmkapazität wirkt. Märe erhält dabei eine vollkommen frei bewegliche Platte. Hierbei wurde also die ursprüngliche und günstigste Form des Topfkreises beibehalten und: nur die galvanische Verbindung der beweglichen Platte durch einen kapazitiven Kurzschluß ersetzt.One therefore has oscillation circles for ultrashort waves, especially decimeter waves with advantage by using inductors that are flat, built, in particular, rotationally symmetrical hollow bodies with internal, the capacity forming parts. According to an earlier proposal, it is said to be particularly advantageous the inductance by a ring-shaped one slotted on the inside. Hollow part and the capacitor is formed by flat plates connecting the annular slot and thereby the oscillating circuit. forming hollow bodies are made of resilient sheet metal .. This results in an oscillation circuit with adjustable tuning. With springy Training of the hollow body can namely change the vote by mechanical The distance between the plates can be changed without the need for sliding contacts. At the same time there is the advantage of rigid oscillation circles with two-dimensional ones Receive training of the inductance in which the resonant circuit the end. a self-contained, in particular rotationally symmetrical hollow body. The outward radiation of such a circle is namely zero; because both that magnetic as well as the electric field exclusively inside the cavity remain. If the inner surface of the inductance is very large, there is also a large extent of the oscillation circle: starting from the thought, that it is not necessary to galvanize the moving plate of the capacitor directly to be connected to the toroid, but that a coupling has a capacitance of Sufficient size has already been proposed, the capacity in two to divide series-connected capacitors, one of which is essentially as a capacitive short circuit, the other essentially: acts as a tuning capacitance. Märe receives a completely freely movable plate. So here was the keep the original and most favorable shape of the pot circle and: only the galvanic one Connection of the moving plate replaced by a capacitive short circuit.

Gemäß der Erfindung läßt man nun die festen Belegungen .der veränderbaren Schwingkrenskapazität auf ihrer ganzen, Länge im wesentlichen parallel zur Achse des Hohlkörpers verlaufen und erreicht die Veränderbarkeit durch einen in Achsrichtung verstellbaren beweglichen Teil. Die veränderliche Kapazität soll also nicht nur eine kleine Zone zwischen dein. Innenleitern ausfüllen, sondern die ganze Länge der Innenleiter ausnutzen. Dadurch wird ein Maximum der Endkapazität bei gegebenem Luftspalt erzielt oder umgekehrt ein Maximum des Luftspaltes bei gegebener. Endkapazität.According to the invention, the fixed assignments can now be changed Swinging wheel capacity over its entire length, essentially parallel to the axis of the hollow body and achieved the variability by an in the axial direction adjustable moving part. The variable capacity should not only a small zone between your. Fill in inner ladders, but the entire length utilize the inner conductor. This gives a maximum of the final capacity for a given Air gap achieved or, conversely, a maximum of the air gap at a given. Final capacity.

Es; sind .schon Ausführungen von Topfkreisen bekanntgeworden, bei denen der Kreis selbst starr ausgeführt ist und die Kapazität durch Einschieben oder Einschwenken einer beweglichen Platte zwischen die festen Platten des: Kondensators verändert wird. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß, die Platte im ausgeschwenkten Zustand mehr oder weniger stört oder, wenn man dies vermeiden will, nur etwa die Hälfte der Fläche im eingeschwenkten Zustand wirksam ist,. Meist waren dementsprechend diese Ausführungen nur für einen kleinen Abstimmbereich der Frequenz gedacht. Durch die Ausführung gemäß der Erfindung wird es demgegenüber möglich, einen sehr hohen Frequenzbereich besonders. auch nach oben `hin zu bestreichem und dabei trotz der Ver!stimmbarkent eine möglichst große Frequenzkonstanz zu erhalten.It; have already become known executions of pot circles at where the circle itself is made rigid and the capacity by pushing it in or pivoting a movable plate between the fixed plates of the capacitor is changed. These designs have the disadvantage that the plate is swiveled out State more or less disturbs or, if you want to avoid this, just about the Half of the area is effective in the swiveled-in state. Most were accordingly these versions are only intended for a small frequency tuning range. By In contrast, the embodiment according to the invention makes it possible to achieve a very high Frequency range especially. also upwards to be brushed and at the same time despite the Tunable to obtain the greatest possible frequency constancy.

Bei. einer Schlitzmagnetronanordnung zur Erzeugung kurzer Wellen unter Verwendung eines. aus koaxialen Leitern gebildeten strahlungsarmen Schwingungskreises, bei dem die Schwingkreiskapazität durch den Zwischenraum zwischen den Hälften. des in der Mitte unterbrochenen Innenleiters geb'vldet ist und die Kapazitätsflächen des Innenleiters gleichzeitig die Anoden eines Magnetronsystemus bilden, ist es, weiterhin bekanntgeworden,, zur Änderung der Schwingkreiskapazität über den Zylinderstümpfen einen verschiebbaren dielektrischen Zylinder anzuordnen, dessen Durchmesser entweder abgestuft ist oder der bei gleichbleibendem Durchmesser aus, Teilzylindern verschiedener D:ielektrizitätskonstante besteht. Mit einer derartigen Anordnung lassen sich aber die Vorteile der Ausfriihrung gemäß der Erfindung nicht erreichen. Diese Vorteile sind dadurch bedingt; daß für die veränderbare Kapazität nicht nur eine kleine Zone zwischen den Innenheitern, sondern die ganze Länge der Innenleiter ausgenutzt. ist, und daß ferner der bewegliche Teil im Innern der Innenleiter angeordnet ist.At. a slot magnetron arrangement for generating short waves Using a. low-radiation oscillation circuit formed from coaxial conductors, in which the resonant circuit capacitance through the space between the halves. of is geb'vldet in the middle of the interrupted inner conductor and the capacitance areas of the inner conductor simultaneously form the anodes of a magnetron system, it is also become known, to change the resonant circuit capacity over the cylinder stumps to arrange a slidable dielectric cylinder, whose diameter is either is graduated or which, with the same diameter, consists of partial cylinders of different D: dielectric constant exists. With such an arrangement, however, can do not achieve the advantages of the embodiment according to the invention. These advantages are conditioned by it; that for the changeable capacity not just a small zone between the inner heaters, but the entire length of the inner conductor is used. is, and that furthermore the movable part is arranged in the interior of the inner conductor.

Die festen Belegungen der veränderbaren Schwingkreiskapazität verlaufen vorzugsweise im wesentlichen, in der gleichen Ebene, z. B. in der gleichen. Zylinderfläche. Der verstellbare Teil wird durch einen im Innern der Innenleiter angebrachten Kolben: oder Stößel geWldet, dessen Bewegung in Achsrichtung die Kapazitätsünderun:g bewirkt. Die Belegungen sind dabei zylindrische oder ähnliche Flächen, z. Bi. spiralförmig gewickelte, deren Achse parallel zur Topfkreisachse geht. Der bewegliche Teil der veränderbaren Schwingkreiskapazität ist entweder mit der einen festen Belegung galvanisch verbunden, z. B. durch Schleiffedern od. dgl., oder bildet gegen beide Innenleiter je eine Kapazität, deren Reihenschaltung die wirksame IC.reiskapaz.ität ergibt. Die Kapazität des, beweglichen Teils gegen die eine Belegung kann in diesem Falle durch kleineren Luftspalt und/öder größere Tauchlänge auf einem möglichst großen Teil seines Weges größer gehalten werden als. die gegen den anderen Innenleiter.The fixed assignments of the changeable resonant circuit capacitance run preferably substantially in the same plane, e.g. B. in the same. Cylinder surface. The adjustable part is made by a piston attached to the inside of the inner conductor: or ram, whose movement in the axial direction causes the capacity to be reduced. The assignments are cylindrical or similar surfaces, e.g. Bi. Spiral wound, the axis of which goes parallel to the axis of the cup circle. The moving part of the The variable resonant circuit capacitance is either galvanic with the one fixed assignment connected, e.g. B. od by slide springs. Like., Or forms against both inner conductors one capacity each, the series connection of which results in the effective IC travel capacity. The capacity of the moving part against the occupancy can in this case due to a smaller air gap and / or greater immersion length on as large as possible Part of its way to be kept larger than. the one against the other inner conductor.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in den Fig. z bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In der F:ig. r ist ein Topfkreis: z mit den beiden Innenleitern 2 und 3, die als. feste Belegungen der veränderbaren Schwingkreiskapazität wirken, dargestellt. Im Innern der Innenleiter isst -ein Kolben bzw. Stößel 4. beweglich angeordnet. Der verschiebbare Teil der veränderbaren Schwingkneiskapazität kann in der Anfangsstellung in den einen Innenleiter zurückgezogen werden. Dadurch und-durch Anordnung des. Kolbens bzw. Stößels- nur im Innern der Innenleiter wird die Anfangskapazität gegenüber einem nicht abstimmbaren Topfkreis nicht vergrößert, was zur Erreichung der höchsten Frequenz wichtig ist.Further details of the invention are based on the in Figs. z to 3 illustrated embodiments explained. In the F: ig. r is a pot circle: z with the two inner conductors 2 and 3, which as. fixed assignments of the changeable The resonant circuit capacitance is shown. Inside the inner conductor eats a piston or plunger 4. arranged to be movable. The movable part of the adjustable swing knee capacity can be withdrawn into the inner conductor in the starting position. Through this and by arranging the piston or plunger only inside the inner conductor the initial capacity does not increase compared to a non-adjustable pot circle, what is important to achieve the highest frequency.

Zur Erzielung einer möglichst großen Kapazitätsänderung und eines möglichst großen Stößelweges 'kann die wirksame Tauchlänge i gegebenenfalls durch Verlängerung einest oder beider Innenleiter über die Stirnseiten ä des Topfkreises hinaus vergrößert werden, wie in Fig. :2 gezeigt. Zur Vermeidung von Schwinglöchern darf dann aber die Tauchlänge des zurückgezogenen Stößels bei kürzester Resonanzwelle @"i" des. Kreises nicht wesentlich größer als A.,"1"/'4 werden.. Die gesamte Länge des Stößels kann jedoch vergrößert werden, wenn er im zurückgezogenen Zustand in den einen Innenleiter auf eine Länge von fast x"i"@4 eintaucht und sein übriger, dem Schwingkreis abgewandter Teil in einen Leiter mit größerem Wellenwiderstand Z., eintaucht, wie es die Fig. 3 zeigt. Der Leiter 6 soll dabei mit dem Stößel eine Leitung mit dem Wellenwiderstand Z, bilden, der sehr groß ist gegen den M'ellen widerstand Z1 der durch den Stößel gegenüber dem einen Innenleiter gebildeten Leitung.To achieve the largest possible change in capacitance and one the largest possible ram path ', the effective immersion length i can if necessary through Extension of one or both inner conductors over the end faces ä of the pot circle can also be enlarged, as shown in FIG. 2. To avoid vibration holes but then the immersion length of the withdrawn ram may be with the shortest resonance wave @ "i" of the. circle will not be significantly larger than A., "1" / '4 will be .. the entire length of the plunger can, however, be enlarged if it is in the retracted state in an inner conductor is immersed to a length of almost x "i" @ 4 and the rest of the part facing away from the resonant circuit into a conductor with a greater wave resistance Z., immersed, as FIG. 3 shows. The head 6 is to do this with the plunger Form a line with the wave resistance Z, which is very large compared to the M'ellen resistance Z1 of the line formed by the plunger opposite the one inner conductor.

Beim Einbau von Röhren sind diese zweckmäßig am Rand der Innenleiter anzuordnen, wie in der Fig. i a schematisch gezeigt. Die Röhre 7 sitzt hier am Rande der Innenleiter in einer Ausbuchtung des Topfkreises. Die Zuleitungen zu diesur Röhre werden durch die Abstimmelemen.te nicht gestört.When installing tubes, these are useful at the edge of the inner conductor to be arranged as shown schematically in FIG. The tube 7 sits here on the edge the inner conductor in a bulge of the pot circle. The supply lines to diesur Tubes are not disturbed by the tuning elements.

Ein großer Vorteil, der durch die Anordnung des Kolbens im Innern der Innenleiter erreicht wird, ist noch darin zu sehen, daß trotz mechanischer Umsymmetrie des Kondensators eine elektrische Symmetrie erhalten bleiben kann.A big advantage, due to the arrangement of the piston inside the inner conductor is reached can still be seen in the fact that despite the mechanical asymmetry electrical symmetry of the capacitor can be maintained.

Die Enden. der Innenleiter sind vorteilhaft abzuschirmen. Die Führungselemente für den bewegliehen Kolben sind vorteilhaft ganz oder zum Teil in den Innenraum der Innenleiter zu legen.. Ebenso ist es. auch zweckmäßig, den Antrieb. des bewegliehen Kolbens ganz oder zum Teil in dem abgeschirmten Raum anzuordnen. Es ist dabei möglich, z. B. beim Antrieb des Kolbens durch Schiebebewegung, einen Gleichlauf mehrerer Kreise zu erhalten. Durch Änderung des Luftspaltes und/oder Änderung der Form der Belegungen kann. die Form der Frequenzeichkurve in weitem Maße beeinflußt werden. Eine gegebenenfallsnotwendigerscheinende Temperaturkompensation kann man durch entsprechende Wahl der Materialien und/oder der Abmessungen erreichen. Die Energie-zuführung und Abnahme sind in den schematischen Ausführungsbeispielen nicht dargelstellt, sie kann in üblicher Weise durch Koppelschleifen oder Koppelkapazitäten erfolgen.The ends. the inner conductors are advantageous to shield. The guiding elements for the movable piston are advantageous in whole or in part in the interior to lay the inner conductor .. It is the same. also useful, the drive. of the moving To arrange the piston in whole or in part in the shielded room. It is possible z. B. when driving the piston by sliding movement, a synchronism of several Get circles. By changing the air gap and / or changing the shape of the Assignments can. the shape of the frequency curve can be influenced to a large extent. Any temperature compensation that may appear necessary can be achieved by appropriate Choice of materials and / or dimensions. The energy supply and Acceptance are not shown in the schematic exemplary embodiments, they can be done in the usual way by coupling loops or coupling capacitors.

Der Schwingungskreis mit veränderbarer Abstimmung gemäß der Erfindung wird mit besonderem Vorteil in Sendern und Empfängern auf dem Gebiet der Dezimeterwellen und insbesondere in Wellenmessern od. dgl. verwendet.The oscillating circuit with variable tuning according to the invention is of particular advantage in transmitters and receivers in the field of decimeter waves and especially in wave knives or the like. Used.

Claims

PATENT REQUEST: i. Oscillating circuit for ultrashort waves, especially decimeter waves, the inductance of which is designed so that the magnetic field essentially only runs inside the hollow body (toroidal or cup circle), with variable tuning by changing the oscillating circuit capacitance, characterized in that the fixed assignments of the changeable oscillating circuit capacitance extend essentially parallel to the axis of the hollow body over their entire length and the variability is achieved by a movable part which is adjustable in the axial direction inside the inner conductor. : 2. Oscillating circuit according to claim 1, characterized in that the fixed assignments of the variable oscillating circuit capacitance run essentially in the same plane. 3. Oscillating circuit according to claim i or a, characterized in that the movable part is galvanically connected to the one fixed occupancy, for. B ,. by slide springs. 4. Oscillating circuit according to claim i or 2, characterized in that the movable part forms a capacitance against both fixed assignments, the series connection of which results in the effective circular capacitance. Oscillating circuit according to claim 4, characterized in that the: capacity of the movable part against the one inner conductor by a smaller air gap and / or greater immersion length on a possible large. Part of its path is kept larger than that against the other inner conductor. 6. Oscillation circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the movable part is retracted into the one inner conductor in the initial position. 7. Oscillating circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the effective immersion length of the movable part is increased by extending one or both inner conductors beyond the end faces of the pot circle. Oscillating circuit according to Claim 7, characterized in that ß the immersion length of the retracted movable part is not substantially greater than a quarter of the shortest resonance wave @ mi, 1 of the circle. G. Oscillating circuit according to Claim 7, characterized in that the part of the movable piston facing away from the oscillating circuit is immersed in a conductor with a significantly greater wave resistance than the wave resistance of the oscillating circuit. ok Oscillating circuit according to claim g, characterized in that the entire length of the plunger is approximately equal = h of half the resonance wave A.in and, in the retracted state, it dips into one inner conductor to a length of almost A-! " 74. I i. Oscillating circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the ends of the inner conductors are shielded.1z. Oscillating circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the guide elements for the movable piston lie wholly or partly in the interior of the inner conductor. Oscillating circuit according to claim 1, characterized in that the drive of the movable piston lies wholly or partly in the shielded space.