DE869372C

DE869372C - Ultra-short wave arrangement

Info

Publication number: DE869372C
Application number: DET2666D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Buschbeck
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1944-07-21
Filing date: 1944-07-21
Publication date: 1953-03-05

Description

Ultrakurzwellen-Anordnung Zur Kontrolle des Änpassungszustandes oder zur Bestimmung der Durchgangsleistung bei einer Hochfrequenzleitung ist es bereits bekannt (Patentschrift 737 877), an einer Stelle der Leitung eine der hochfrequenten Leitungsspannung U proportionale Hochfrequenzspannung q U (Spannungsspannung) und eine dem hochfrequenten Leitungsstrom J proportionale Hochfrequenzspannung p. J (Stromspannung) zu erzeugen. Von diesen beiden Spannungen wird die Vektorsumme US und/oder die Vektordifferenz UD gebildet. Die Faktoren q und p werden dabei so gewält, und zwar p = q#Z, daß die Vektordifferenz im Fall der Anpassung, also für U = Z # J verschwindet. wobei Z den Wellenwiderstand der Leitung bedeutet. Das Verschwinden dieser Differenz kann als Kriterium für den Anpassungszustand benutzt werden, in dem z. B. die Differenz einem Gleichrichter zugeführt wird und der erzeugte gleichstrom beim Überschreiten eines Schwellwertes eine Relaisvorrichtung betätigt. welche den auf die Hocbfrequenzleitung arbeitenden Sender abschaltet.Ultra-short wave arrangement To check the state of adjustment or it is already used to determine the throughput of a high-frequency line known (patent 737 877), at one point on the line one of the high-frequency Line voltage U proportional high frequency voltage q U (voltage voltage) and a high-frequency voltage p proportional to the high-frequency line current J. J (Voltage) to generate. The vector sum of these two voltages becomes US and / or the vector difference UD is formed. The factors q and p are chosen so that namely p = q # Z, that the vector difference in the case of adaptation, i.e. for U = Z # J disappears. where Z is the wave resistance of the line. The disappearance this difference can be used as a criterion for the state of adaptation, in the z. B. the difference is fed to a rectifier and the direct current generated when a threshold value is exceeded, a relay device is actuated. which the switches off the transmitter working on the high frequency line.

Man kann auch aus der gleichgerichteten Vektorsumme. US und der gleichgerichteten Vektordifferenz UD bei quadratischer Gleichrichtung durch unmittelbare Gegeneinanderschaltung unmittelbar die hochfrequente Leistung, d. h. die Durchgangsleistung durch die Leitung erhalten entsprechend der Gleichung US2UD2=g2 (U + ZJ)2-q2 (UZJ)2=2 q2 Z UJ. One can also use the rectified vector sum. US and the rectified Vector difference UD in the case of quadratic rectification through direct opposing connection right away the high frequency power, d. H. the throughput obtained through the line according to the equation US2UD2 = g2 (U + ZJ) 2-q2 (UZJ) 2 = 2 q2 Z UJ.

Bei linearer Gleichrichtung kann man durch Überlagerung der erzeugten Gleichspannungen über eine Brückenanordnung U5 + UD und U5 UD erhalten, deren Produkt, in einem Dynamometer gemessen, wieder die Durchgangs leistung ergibt, während ihr Quotient, in einem Quotientenmeßinstrument gemessen, die Fehlanpassung darstellt. In the case of linear rectification, one can superimpose the generated DC voltages obtained via a bridge arrangement U5 + UD and U5 UD, the product of which Measured in a dynamometer, again the throughput results while you Quotient, measured in a quotient meter, which represents mismatch.

Bisher wurde die Stromspannung mit Hilfe eines Hochfrequenztransformators (Spannungswåndlers) gemessen, der in Reihe mit dem Innenleiter der koaxialen Hochfrequenzleitung lag und sekundärseitig auf einen kleinen Ohmschen Widerstand arbeitete. Bei sehr kurzen Wellen bereitet dieser Transformator Schwierigkeiten, da er dann nicht mehr mit genügend kleiner Eigenwelle und kleiner Eigenkapazität herzustellen ist. So far, the voltage was measured with the help of a high frequency transformer (Voltage wåndlers) measured in series with the inner conductor of the coaxial high-frequency line and worked on a small ohmic resistance on the secondary side. With very This transformer causes difficulties for short waves, since it is then no longer is to be produced with a sufficiently small eigenwave and small intrinsic capacitance.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie Abb. I beispielsweise zeigt, zur Bildung der dem Strom proportionalen Spannung der Außenleiter 24t A2 der dargestellten koaxialen Hochfrequenzleitung durch einen Widers tands ring R unterbrochen und die Hochfrequenzspannung an der Unterbrechungsstelle zwischen den beiden Außenleiterteilen S12 22 außerhalb der Leitung abgenommen. Damit diese Spannung nicht durch zufällige Erdungen der beiden Außenleiterteile auf der Außenseite kurzgeschlossen wird, wird die Meßstelle nach außen hin durch eine Hülse bzw. According to the present invention, as in Fig. I, for example shows, for the formation of the voltage proportional to the current of the outer conductor 24t A2 the illustrated coaxial high-frequency line through a resistance ring R interrupted and the high frequency voltage at the point of interruption between the two outer conductor parts S12 22 removed outside the line. With that this tension not short-circuited by accidental grounding of the two outer conductor parts on the outside is, the measuring point is outwardly through a sleeve or

Haube H vollkommen abgeschirmt, die so groß ist, daß der parallel zu R erscheinende induktiveWiderstand der durch Hülse und Außenleiterenden gebildeten Leiterschleife groß gegenüber dem Widerstandswert des Ringes R ist.Hood H completely shielded, which is so large that the parallel Inductive resistance that appears to R of the one formed by the sleeve and the outer conductor ends The conductor loop is large compared to the resistance value of the ring R.

Die der Spannung proportionale Spannung wird in diesem Fall zweimal gebildet, und zwar durch kapazitive Aufteilung der zwischen Innenleiter und Außenleiter herrschenden Hochfrequenzspannung mittels der beiden rechts und links von R angeordneten Metallscheiben M1, M2. Die zwischen M1 und 241 sowie zwischen M2 und 242 auftretenden Spannungsspannungen werden den Gleichrichtern (Dioden) D1 und D2 gleichphasig zugeführt, während die Stromspannung die beiden Gleichrichter gegenphasig beaufschlagt. Die Metallscheiben und der Widerstandsring müssen dabei so angeordnet und bemessen werden, daß der Widerstand des Ringes R = q#Z ist, wenn, q das Aufteilungsverhältnis der Spannung durch die Metallringe M1, M2 ist. -Der Widerstandsring R ist im vorliegenden Fall als praktisch völlig geschlossener kreiszylindrischer Ring ausgebildet und ist zweckmäßig so beschaffen, daß seine Dicke im verwendeten Wellengebiet klein gegenüber der Eindringtiefe der Wellen ist. Dann ist der innere induktive Spannungsabfall am Widerstand gegenüber dem Ohmschen Spannungsabfall völlig zu vernachlässigen. Wegen der Zirkularsymmetrie des Magnetfeldes ist außerhalb der Leitung nur der Ohmsche Spannungsabfall q ZJ zu messen. The voltage proportional to the voltage becomes twice in this case formed by the capacitive division of the inner conductor and outer conductor Ruling high-frequency voltage by means of the two arranged to the right and left of R. Metal discs M1, M2. Those occurring between M1 and 241 and between M2 and 242 Voltage voltages are fed to rectifiers (diodes) D1 and D2 in phase, while the voltage applied to the two rectifiers in phase opposition. the Metal disks and the resistance ring must be arranged and dimensioned in such a way that that the resistance of the ring R = q # Z, if, q is the division ratio of the Voltage through the metal rings M1, M2. -The resistance ring R is in the present Case designed as a practically completely closed circular cylindrical ring and is expediently designed so that its thickness is small in the wave area used compared to the depth of penetration of the waves. Then the internal inductive voltage drop completely negligible in the resistance to the ohmic voltage drop. Because of the circular symmetry of the magnetic field, only the ohmic field is outside the line Measure voltage drop q ZJ.

Bei der dargestellten Anordnung wird zwar, abgesehen von der eigentlichen Stromspannung q Z J, eigentlich an Stelle der gewünschten Spannungsspannung q U an dem einenGleichrichter die Spannung wirksam, am anderen Gleichrichter die Spannung q der zusätzliche Betrag # q²JZ/2 ist aber vernachlässigbar klein, da U tei üblichen Abmessungen und einer Leistung von io kW in der Größenordnung von 1000 V liegt, während q2JZ/2 in der Größenordnung von 1 V liegt.In the arrangement shown, apart from the actual voltage q ZJ, the voltage is actually applied to the one rectifier instead of the desired voltage q U effective, the voltage q at the other rectifier however, the additional amount # q²JZ / 2 is negligibly small, since U tei usual dimensions and an output of 10 kW is of the order of magnitude of 1000 V, while q2JZ / 2 is of the order of magnitude of 1 V.

Man kann auch gemäß Abb. 2 die Stromspannung zweimal und die Spannungsspannung nur einmal erzeugen, indem man den Außenleiter an zwei dicht nebeneinanderliegenden Stellen auftrennt und die Außenabschnitte A1, A2 mit dem kurzen mittzieren Abschnitt 20 durch je einen Widerstandsring RU 2 gleicher Größe verbindet. Die Spannungsspannung q U wird dann zwischen dem einzigen Metallring M und dem mittleren Abschnitt 20 abgenommen. Die beiden Stromspannungen q Z J werden der 1)uodiode D im Gegentakt zugeführt, während ihr die Spannungsspannung im Gleichtakt zugeführt wird. As shown in Fig. 2, you can also set the voltage twice and the voltage Generate only once by connecting the outer conductor to two closely spaced Separate places and the outer sections A1, A2 with the short middle section 20 connects each with a resistance ring RU 2 of the same size. The tension tension q U is then between the single metal ring M and the middle section 20 removed. The two voltages q Z J are the 1) uodiode D in push-pull while it is supplied with the voltage voltage in common mode.

An Stelle der in Abb. 1 und 2 vorhandenen ringförmigen Schichtwiderstände kann man auch gemäß Abb. 3 eine Reuse aus einzelnen Widerständen, z. B. Widerstandsdrähten, verwenden. In diesem Fall ist es allerdings zweckmäßig, zur Vermeidung von Meßfehlern das äußere Streufeld der Einzeldrähte, neben der Abschirmung durch die Hülse H, nochmals getrennt abzuschirmen, dadurch, daß die beiden Außenleiterenden über die Widerstandsreuse mit einem durch Einfräsung erzeugten Abstand so weit weitergeführt sind, daß nur ein sehr schmaler Schlitz S zwischen ihren Enden besstehenbleibt. Instead of the ring-shaped sheet resistors shown in Fig. 1 and 2 you can also according to Fig. 3 a trap made of individual resistors, z. B. resistance wires, use. In this case, however, it is useful to avoid measurement errors the external stray field of the individual wires, in addition to the shielding by the sleeve H, shield again separately, in that the two outer conductor ends over the Resistance trap continued so far with a distance created by milling are that only a very narrow slot S remains between their ends.

Die bisher dargestellten zylindrischen Ringwiderstände besitzen immer noch eine gewisse Induktivität. Diese kann man ganz vermeiden, wenn man gemäß Abb. 4 den Widerstandsring aus zwei Ringscheiben R' aufbaut Hierbei ist eine Schaltung mit einfacher Stromspannung und doppelter Spannungsspannung entsprechend Abb. 1 vorausgesetzt. The cylindrical ring resistors shown so far always have still some inductance. This can be avoided entirely if, as shown in Fig. 4 builds up the resistance ring from two ring disks R 'Here is a circuit with single voltage and double voltage according to Fig. 1 provided.

Bei einer Schaltung mit doppelter Stromspannung und einfacher Spannungsspannung ähnlich Abb. 2 sieht man zweckmäßig gemäß Abb. 5 zwei Scheibenringe R1', R2' zwischen den Enden der Außenleiterabschnitte i 42 und einem kurzen mittlerenAbschnitt A0' größeren Durchmessers vor. In a circuit with double voltage and single voltage similar to Fig. 2, one can see two disc rings R1 ', R2' between them expediently according to Fig. 5 the ends of the outer conductor sections i 42 and a short middle section A0 ' larger diameter.

A0' trägt zwei Ringplatten Pl, P2, die mit einer dem Metallring M in Abb. 2 entsprechenden isoliert angeordneten Platte P die kapazitive Spannungsaufteilung bewirken.A0 'carries two ring plates Pl, P2, which are connected to the metal ring M in Fig. 2 corresponding isolated plate P shows the capacitive voltage distribution cause.

Da eine symmetrisch gespeiste Scheibe oder Ringscheibe keine Induktivität besitzt, sind die Widerstände R' in Abb. 4 bzw. R,' und R2'praktisch induktionsfrei. Die Verwendung der Ringplatten P3, P, P2 bedingt dementsprechend, daß auch der kapazitive Spannungsteiler selbst bei sehr kurzen Wellen praktisch induktionsfrei ist. Since a symmetrically fed disk or ring disk has no inductance owns are those Resistors R 'in Fig. 4 or R,' and R2 'are practical induction-free. The use of the ring plates P3, P, P2 requires accordingly, that the capacitive voltage divider is practical even with very short waves is induction-free.

Der Raum zwischen P1 und R1' bzw. zwischen P2 und R2'wirkt wie je eine in Reihe geschaltete Induktivität L,, L2 gemäß dem Ersatzschaltbild in Abb. 6. Diese Induktivitäten können so bemessen werden, daß ein T-Glied vom Wellenwiderstand Z der Hochfrequenzleitung gebildet wird. Auch be den übrigen dargestellten Anordnungen kann die \meßstelle zu einem Kettengleiter (T- oder ll-Glied) vom Wellenwiderstand des Kabels ergänzt werden. The space between P1 and R1 'or between P2 and R2' works as ever a series-connected inductance L ,, L2 according to the equivalent circuit diagram in Fig. 6. These inductances can be dimensioned in such a way that a T-element differs from the characteristic impedance Z of the high frequency line is formed. Also with the other arrangements shown can move the measuring point to a chain slider (T or II link) from the wave resistance of the cable.

Der Phasenfehler, der durch den durch die Hülse H gegebenen induktiven Nebenschluß zum ringförmigen Widerstand bzw. zu den ringförmigen Widerständen bedingt ist, kann, falls noch erforderlich, dadurch in einem weiten Frequenzbereich unschädlich gemacht werden, daß die Kapazität zwischen den Metaliringen M bzw. P oder M1 und M2 einerseits und dem Außenleiter andererseits durch parallel geschaltete Widerstände gedämpft wird. The phase error caused by the inductive given by the sleeve H Shunt to the annular resistor or to the annular resistors conditional can, if still necessary, be harmless in a wide frequency range be made that the capacitance between the metal rings M or P or M1 and M2 on the one hand and the outer conductor on the other hand through resistors connected in parallel is dampened.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Ultra-short wave arrangement for checking the state of adaptation or to measure the throughput power on a line on which one of the high-frequency Line current proportional high frequency voltage and one of the high frequency line voltage proportional high-frequency voltage is formed, characterized in that for Formation of the high-frequency voltage of the external conductors of the line, which is proportional to the current interrupted by a resistance ring (R in Fig. 1) and the high frequency voltage at the point of interruption between the two parts (A1, A2) of the outer conductor is picked up outside the line.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the two Outer conductor parts through a shielding metallic hood (H) of this size are interconnected that the inductance of the through the hood and the ends the conductor loop formed by the outer conductor parts is large compared to the resistance value of the resistance ring (R).

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that upon interruption of the outer conductor by a single resistance ring on both sides of the resistance ring One metallic ring (Rt, R2) each is provided between the inner conductor and the outer conductor and that the tension between each metal ring and the end of the associated Outer conductor part is fed to a rectifier pair (Dt, D2) in common mode, during this pair of rectifiers, the one occurring between the ends of the outer conductor parts Voltage is fed in push-pull.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the outer conductor at two points close to each other by a resistance ring each (R1, R2 in Fig. 2) is interrupted and that between the short middle part (j40) the outer conductor and the inner conductor a metal ring (M in Fig. 2) is arranged and that the voltage between the metal ring and the central outer conductor parts is fed to a rectifier pair in push-pull, during this rectifier pair the voltage between the ends of the outer outer conductor parts (t2) A2) in push-pull is fed.

5. Arrangement according to claim 3 or, characterized in that the Resistance value of the resistance ring or the resistance rings and the arrangement and size of the metal disc or the metal discs are selected such that the tapped voltages are the same with an adapted line.