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Weilenmesser für kurze Wellen
Für die Bestimmung der Wellenlänge ist
es in der Hochfrequenztechnik bekanntgeworden, das Überlagerungsverfahren anzuwenden.
Die zu messende hochfrequente Welle wird mit einem örtlichen, Generator überlagert
und die entstehende Differenz welle verstärkt und zur Anzeige benutzt, oder aber
es wird sofort auf die Schwetung Null eingestellt.
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In jedem Fall ist es erforderlich, einen frequenzveränderbaren Generator
zu benutzen, der Schwingungen in dem gesamten der Messung zugänglichen Frequenzgebiet,
gegebenen, falls mit einer Frequenzverschiebung, erzeugen muß. Dieses Verfahren
hat den großen Nachteil, daß das große Frequenzgebiet in sehr viele Bereiche unterteilt
werden muß, vorzugsweise durch Auswechseln der Spulen, vorunter die Konstanz und
Genauigkeit des Wellen, messers leiden.
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Es ist ferner bereits bekanntgeworden, Frequenzumesser zu bauen,
bei denen Oberwellen der Grundschwingung des Senders benutzt werden. Die Frequenzmessung
erfolgt dabei nach der harmonischen Methode, die eine genaue Ermittlung der zu messenden
Frequenz gestattet. Die unbekannte Wellenlänge ergibt sich unmittelbar au, s der
Differenz der Weillenlängen zweier benachbarter Interferenzstellen. Denn bringt
man durch Verändern der Schwingkreiskapazität die zu bestimmende Welle Ax mit der
n-ten Oberwelle der Grundwelle des Generators zur Interferenz, so findet man bei
weiterem Durchdrehen des Schwi.ngkreiskonden-
sators Interferenzstellen
bei den Grundwellen längen #1,3 = (n#1) #x, (#1 > #0 > #2). Die differenz
sweier benachbarter Interferenzstellen liefert also die un=-bekannte Wellenlänge
#x. Zur Kontrolle kann man das Verhältnis #0/# = n bilden, wobei n eine ganze Zahl
ergeben muß. Umgekehrt liefert die Beziehung Åx = #0 einen genaueren Wert für #x
als die Differenzbildung.
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Die Amplituden der Oer wellen sind aber bei einem Sender in der üblchen
Rückkopplungssechatung nur gering, selbst dann, wenn der Rö'hrenstrom stark verzerrt
ist, weil der rückgekoppelte Schwingungskreis auf die Grundwelle abgestimmt ist
und nur für diese einen hoben Widerstand hat.
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Infolgedessen konnte man bisher die Überlagerung der zu messenden
Frequzen mit diner Oberwelle des Senders nur etwa bis zr zhenten Harmonischen ausnutzen.
Sollten trotzdem höhere Harmonische verwendet werden, so wurde entweder eine besondere
oberwellenreiche Schsingung (z. B. Kippschwingung) erzeugt und mit dem STeuersender
sunchronisiert, oder es mußten die hohen Harmonischen nach Selektion gesondert verstärkt
werden. Abgesehen von dem beträchtlichen Aufwand sind beide Verfahren in der Ultrakurzwellentechnik
zur Zeit nicht durchführbar.
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Die Erfindung beseitigt diese bestehenden Mängel.
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Gemäß der Erfindung wird ein Wellenmesser für kurze und kürzeste Wellen
nach dem taberlagerungsverfahren. dadurch geschaffen, daß als Mischstufe, der außer
der zu messenden Welle die Schwingunge eines in einem geringen Beriech freqeuznmveränderlichen
Senders zugeführt werden, eine übersteuerte Mischröhre vorgesehen ist, die die zur
Messung erforderlichen Oberwellen durch die Übersteuerung selbst erzeugt.
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Der Erfindungsgendanke soll nunmehr an Hand eines Ausführungsbeisiel
näher erläutert werden.
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Wenn ein Wellenmesser für das Gebiet von beispeilsweise # = 25 m ...
# = 25 cm, entsprechend 12 ... 1200 MHz, bie eienr Genauigkeit von 1# gefordert
ist, so war diese Aufgabe mit den bisherigen Mitteln nicht lösbar. Die Lösung mußte
an dem Nichtvorhandensein geeigneter Verstärkungsstufen für die Meter- und Dezinmerwellen
und an der mangelnden Konstanz der Umschaltkapazitäten der Bereiche Ides Senders
scheitern. Mit Hilfe der Figur soll nun der Aufbau des erfindungsgemäßen Wellenmessers
näher erläutert werden, ohne daß dabei der Erfindungsgengestand auf die spazielle
Schaltungsanordnung und die Verwendung dei spezielen Röhren beschränkt ist.
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Die zu messende Welle wird auf den Eingang E des Wellenmessers gegeben,
der vorzugsweise so hochohmig ausgebildet ist, daß eine Beeinflussung des zu untersuchenden
Senders nicht stattfinden kann. Die Koppelspule Sp nimmt die Schwingungen dieses
Senders auf. Über den Verblockungskondensator C5 und den Gitterwiderstand R2 wird
die an messende Welle der Mischstufe M zugeführt. Dem Gitter derselben wird ferner
auch noch die Steuerspannung des Steuersenders St aufegdeuckt, Dieser Sender, der
in dem Aufhrungsbeispeil eine Dreipunktschaltung aufweist, ist mittels des veränderbaren
Kondensaorts c1 in seiner Wellenlänge im, Verhältnis I : 2 variabel; Die Ankopplung
an den Gitterkresi der Mschstufe M erfolgt über den Kondensator C4 Da die Schwingspule
des Steuersenders anondegleichspannung führt, erfolgt die Erdung dieser Spuls über
die Kapazität C2. Für die Einhalung der geforderten Meßgenauikeit ist es noch wichtig,
daß für die Schingkereiskapzität und; Spule eine mecanisch und elektrisch hochwertige
Ausführung gewählt wird. Die Schwingkresisplu besteht beispeise aus einem keramischen
Körper mit aufgebrannten Silberwindungen.
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Um die Mischröhre für die Erzeugn der Oberwellen des Steuergenerators
auszuntezen, ist es erforderlch, durch eine negative Gittervorspannung den Arbeitspunkt
an den unteren Knick der Kennliie zu verlagern. I dem gezeichneten Ausführungsbeispeil
wird dies druch den Spannungsbafall des Gitterstromes über den Gitterwiderstand
erzeit, Als Mischröhre wie auch als Sentderöhre für den Steuersender dient eine
Kurzwellenröhre, deren innerer Aufbau diesem verwendungszweck angepaßt i,st, insbesondere
eine Röhre vom Typ SD I.
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Bei der Wahl der Röhren ist nämlci darauf zu achten, daß die Elecktronenalufzeit
noch vernachlässigbar ist, diese Forderung hat bezüglich des konstruktiven Aufbaus
zur Folge, daß der Abstand der Elektroden nicht zu groß gewählt werden. darf.
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Je nach dem mit dem Meßgerät zu erfassenden Wellenbericfh sind daher
diese Röhren auszuwählen.
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Bie einer Gittersteuerspannung hinreichender Glöße (25 Volteff) entstehta
uch noch beispiel sweise die fühfzigst Oberwelle mit genügnder Intensität.
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Da die Grundfrequenz. z. B. im Verhältni 1 : 2 veränderbar ist, kann
man also ohne Spulenwchesel einen Frequaznbereich von 1 : 100 (12 bis 1200 MHz)
lückenlos überstreichen. Die Bestimmung der Frequenz erfolgt hierbei an Hand einer
einzigen Eichkurve (Grundfrequenz) Bei der erfindugsgemäßen Anordnung ist es nun
acuh möglich, die für ein Anzeigeinstrument nötige Verstärkung durch Ausnutzung
der Zwischenfrequenz zu erzielen. In dem Ausführungsbeispeil sind zwei Verstärkungsstunfe
für die Zwischenfrqeuze dargestllt, V1 und V2, biespeilsweise, Röhren des Typs SF1,
falls Pentoden verwendet werden. Doch ist es ohne weiteres möglich, auch Trioden
zu benutzen. Für eine einwandfreie Anzeige ist es im Rahmen der Erfindung noch von
Bedeutung, daß der gesamte Zwischenfrequzenteil, der ein Verstärkungsgebiet von
wenigen hertz an bis zu einer vorgegebenen Grenzfrequanz, im Ausführeungbeisel 100
kHz, umfaßt, bexonders geschirmt ist. Der Widerstand R4 in Verbindung mit dem Kondensator
C7 im Anodenkreis der Mischröhre dient zur Unterdrückung der Selbsterregung des
Verstärkers. Im Anzeigeteil ist ein Gleichrichter der Zweixhenfrequznspannung d,
der z. B.
durch einen Trockengleichrichter gebildet sein kann, sowie
ein Umschalter zur wahlweisen Anschaltung von Instrument und/oder Telefon, vorgesehen.
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Es sei noch erwähnt, daß die Meßgenauigkeit lediglich durch die Ablesegenauigkeit
der Skala bedingt ist, da die Frequenzkonstanz, wie eingangs angedeutet, genügend
boch gehalten. werden kann.
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Dabei ist bei einer Ablesegenauigkeit von 1 °/oo auch die Meßgenauigkeit
sämtlicher frequenzne des gesamten Meßbereichs des Wellenmessers gegeben.