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Schaltung zum Übergang von einer erdsymmetrischen auf eine erdunsymmetrische
Hochfrequenzanordnung Zusatz zum Patent 743 669 Im Patent 743 669 ist die sogenannte
Symmetrierschleife, welche zum Übergang von einer erdsymmetrischen Hochfrequenzanordnung
(z. B. Gegentakt-Senderendstufe) auf eine erdunsymmetrische Anordnung (koaxiale
Leitung) dient, als bekannt vorausgesetzt. Der Außenmantel einer solchen Schleife
wirkt als Induktivität, die parallel zur symmetrischen Seite erscheint. Da diese
Induktivität die Anpassung stört, läßt sie sich, wie bekannt, für eine einzige Frequenz
durch eine parallel geschaltete Kapazität kompensieren. Nach dem Hauptpatent wird
dagegen zur Erzielung einer Kompensation auf einem größeren Frequenzbereich die
Induktivität L der Symmetrierschleife so groß gewählt, daß ihr induktiver Widerstand
selbst für die längste Welle des in Betracht kommenden Wellenbereiches wesentlich
größer als der Widerstand R der erdunsymmetrischen Anordnung ist, und die erdsymmetrische
Anordnung wird über eine Längskapazität C = L/R2 an die Endpunkte der Symmetrierschleife
angeschlossen. Diese Schaltung ist inzwischen bekanntgeworden.
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Die Erfindung zeigt eine Schaltung, welche eine Anpassung in einem
größeren Frequenzbereich ergibt. Die Erfindung, welche die Anordnung nach dem Hauptpatent
verbessert, besteht darin, daß die Induktivität der Symmetrierschleife durch die
Eigenkapazität der Schleife oder durch eine zusätzliche Kapazität auf Resonanz bei
der mittleren Arbeitsfrequenz
abgestimmt ist und die Längskapazität
zu einem Reihenresonanzkreis, der auf der symmetrischen Seite der Schleife zwischen
dem Ende des Innenleiters des einen Schenkels und dem Ende des anderen Schenkels
liegt, dadurch ergänzt wird, daß als Reihenresonanzkreis eine offene, @/4-lange
(A. = Wellenlänge der mittleren Arbeitsfrequenz) Leitung dient, die- im Innern des
anderen, sonst freien Schenkels der Symmetrierschleife untergebracht ist.
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Eine ähnliche Schaltung ist vom Erfinder bereits früher vorgeschlagen
worden. Dort wird die Induktivität der Schleife ebenfalls durch eine Parallelkapazität
zu" einem Parallelresonanzkreis und die auf die beiden Verbindungsleitungen der
symmetrischen Seite aufgeteilte Längskapazität durch je eine Induktivität zu einem
Reihenresonanzkreis ergänzt. Nach einem anderen früheren Vorschlag des Erfinders
werden die Reihenresonanzkreise als offene, A/4-lange Leitungen ausgebildet, deren
Außenleiter zugleich die Rohre des als Schleife ausgebildeten zweiten Quergliedes
des 7c-Gliedes oder der symmetrischen-Energie-Leitung sind. Von diesen Vorschlägen
unterscheidet sich die Erfindung durch eine besonders einfache konstruktive Ausbildung
des Reihenresonanzkreises, der hier nicht auf die beiden Verbindungsleitungen aufgeteilt
ist, unter Ausnutzung des sonst freien Schenkels der Symmetrierschleife. Hierbei
ergibt sich noch der schaltungsmäßige Unterschied, daß der Reihenresonanzkreis auf
die, von.- der symmetrischen Seite aus gesehen, abgewendete Seite des von der Schleife
gebildeten Parallelresonanzkreises eingeschaltet wird (Abb. ib). ° Die erfindungsgemäße
Breitbandsymmetrierung wird nachstehend an Hand der Abbildungen näher erklärt. Die
Abb. ia und ib zeigen die einfachste Ausführungsform der Erfindung, die Abb. 2a
und 2b die Ergänzung- der Schaltung nach Abb. i zum n-Glied und die Abb. 3a und
3b die Ergänzung der Schaltung nach Abb. i zum T-Glied.
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In Abb. z a sind wie in den Unterlagen des Hauptpatents die Symmetrierschleife
mit S, der Innenleiter in dem einen Schenkel mit J, der auf der unsymmetrischen
Seite angeschaltete Widerstand mit R und die Eingangsklemmen auf der symmetrischen
Seite mit A und B bezeichnet. Die zwischen den KlemmenA und B erscheinende
Induktivität L des Außenmantels der Schleife ist durch die Eigenkapazität C der
Schleife oder durch eine nicht dargestellte, parallel geschaltete Kapazität zu einem
Parallelresonanzkreis L, C ergänzt, wie aus dem Ersatzschaltbild in Abb. i b ersichtlich
ist. Die genaue Abstimmung der Schleife kann in bekannter Weise (amerikanische Patentschrift
2 187 oi4) mittels eines auf dem Außenmantel gleitenden Schiebers geschehen. Das
Quadrat des Blindwiderstandes dieses Pärallelresonanzkreises muß an den Grenzen
des Frequenzbandes noch genügend groß, gegenüber dem Quadrat des Widerstandes R
sein.
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Der Innenleiter J wird auf der symmetrischen Seite abweichend von
der bisher gebräuchlichen Schaltung der Symmetrierschleife mit dem Ende B des gegenüberliegenden
Zweiges nicht unmittelbar, sondern über eine 2/4-lange (A. = - Wellenlänge der mittleren
Arbeitsfrequenz), offene Leitung D, E, deren Außen-Leiter D zugleich der sonst freie
Schenkel der Symmetrierschleife ist, verbunden. Wie das Ersatzschaltbild nach Abb.
z b zeigt, liegt infolgedessen der Reihenxesonänzkreis Cl, L1; den diese offene
2/4-Leitung darstellt, auf der rechten Seite des Parallelresonanzkreises C; L. Die
Ersatzschaltung ist zwar zwischen den Klemmen A und B unsymmetrisch, jedoch ist
die Anordnung tatsächlich symmetrisch, weil die Potentiale der Punkte A und B durch
das symmetrische Außenrohr der Symmetrierschleife bestimmt sind.
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Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Anordnung liegen darin, daß
an Stelle der bei dem obenerwähntenzweiten Vorschlag notwendigen zwei A,/4-Leitungen
nur eine einzige notwendig ist und hierbei der sonst freie Schenkel der Symmetrierschleife
ausgenutzt wird. Die einzige A/4-Leitung kann sogar mit dem doppelten Wellenwiderstand,
also mechanisch viel bequemer, hergestellt werden. Wegen des dann größeren Luftabstandes
zwischen Innen- und Außenleiter sind nämlich die zur Erzielung der notwendigen Spannungsfestigkeit
erforderlichen Toleranzen leichter einzuhalten. Ein weiterer elektrischer Unterschied
gegenüber den bisher bekannten und vorgeschlagenen Ausführungen ist der Fortfall
der gleichstrom- und niederfrequenzmäßigen Erdung des Innenleiters J der "erdunsymmetrischen
Seite, die sonst infolge der Verbindung des Endes des Innenleiters J mit dem Punkt
B über den Schenkel D unvermeidlich war: Dies ist je nach dem Verwendungszweck
ein Vorteil oder Nachteil. Ein Vorteil ist bei anodenmodulierten Sendern dadurch
vorhanden, daß der niederfrequente Ausgang des Modulationsverstärkers kapazitiv
weniger belastet ist, weil die Kapazität zwischen D und E klein ist. Ein Nachteil
besteht z. B. bei Anschaltung an eine Antenne darin, daß statische Ladungen nicht
abgeleitet werden können.
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Um den auf der symmetrischen Seite auftretenden Blindwiderstand in
einem noch größeren Frequenzbereich zu kompensieren; kann man das L-Glied nach Abb.
i b zu einem n-Glied ergänzen, wie aus Abb. 2 a und 2b hervorgeht. Zur Ergänzung
dient ein zusätzlicher Paiallelresonanzkreis L4, C4, der als kurzgeschlossene 2/4-Leitung
F ausgebildet werden kann. Der Wellenwiderstand dieser Leitung ist zur Erzielung
der größtmöglichen Bandbreite gleich dem Wellenwiderstand des Außenmantels der Symmetrierschleife;
damit der Vierpol symmetrisch ist. Zwecks Entkopplung empfiehlt es sich, die Symmetrierschleife
und die durch diese Leitung gebildete Schleife senkrecht ineinander -zu stellen.
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Im Gegensatz zu allen bisher bekannten Symmetrieranordnungen kann
das L-Glied nach Abb. i a und ib statt zu einem n-Glied zu einem T-Glied ergänzt
werden, wie Abb. 3 a und 3 b zeigen. Zur Ergänzung des L-Ghedes dienen die beiden
Reihenresonanzkreise L2, C2 und L3, C3, die als offene, in den hohlen Leitungen
A und B untergebrachte 2/4-Leitungen ausgebildet sind: Der Wellenwiderstand dieser
2/4-Leitungen ist zur Erzielung der größtmöglichen Bandbreite halb so groß wie der
der in dem Schenkel
untergebrachten offenen A/4-Leitung, also genau
so groß wie der Wellenwiderstand des Außenmantels der Symmetrierschleife. Diese
Schaltung läßt eine über die des ir-Gliedes hinausgehende Bandbreite erzielen. Die
Bandbreite ist nämlich vom Wellenwiderstand abhängig. Der Höchstwert des Wellenwiderstandes
eines Quergliedes ist durch seine mechanische Ausführung gegeben. Bei einem T-Glied
braucht das Querglied nur den halben Wellenwiderstand wie die Querglieder eines
-z-Gliedes zu haben, weil das Querglied eines T-Gliedes durch Parallelschalten der
Querglieder zweier spiegelbildlicher L-Glieder entstanden zu denken ist. Also erzielt
man mit einem T-Glied die gleiche Bandbreite wie mit einem z-Glied mit doppelt so
großer Querimpedanz, die aber praktisch nicht darstellbar wäre.