DE881813C

DE881813C - Anordnung zur Ankopplung einer symmetrischen Hochfrequenz-anordnung an eine unsymmetrische Anordnung

Info

Publication number: DE881813C
Application number: DER2942D
Authority: DE
Inventors: Nils E Lindenblad
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1939-05-27
Filing date: 1940-05-28
Publication date: 1953-07-02
Also published as: US2231839A; NL60027C

Description

Zur Ankopplung· einer symmetrischen Hochfrequenzanordnung an eine unsymmetrische Anordnung, insbesondere ei;n koaxiales Hochfrequenzkabel, ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der an den Außenleiter der koaxialen Leitung im Abstand einer Viertelwellenlänge vom Ende der Leitung ein Hilfsleiter angeschlossen ist, der mit dem Endteil des Außenleiters einen auf die Arbeitsfrequenz abgestimmten Sperrkreis bildet (Symmetrierschleife). Die symmetrische Leitung wird dabei an die offenen Enden des Außenleiters und des Hilfsleiters angeschlossen.

Ferner ist es bekannt, diesen Hilfsleiter als Rohr auszubilden, das den Außenleiter koaxial umgibt (Sperrtopf oder Symmetriertopf), wobei die symmetrische Leitung an Außenleiter und Innenieiterende angeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung dieser bekannten. Anordnung und ist gekennzeichnet durch eine auf die Arbeitsfrequenz abgestimmte Gegentaktresonanzleitung (Gegentakttopfschwinger) mit einem in der Mitte durch einen Spalt unterbrochenen Innenleiter, an dessen einander gegenüberstehenden Enden die symmetrische

Anordnung- angeschlossen ist, während 'die unsymmetrische Anordnung in die hohl ausgebildete einie Hälfte 'des Innenleiters. der Resolnanzleitung übergeht und ihr Innenleiter an das gegenüberliegende Ende der anderen Hälfte des Innenleiters der Resonanzleitung abgeschlossen ist.

Der Vorteil der Erfindung- besteht in der einfachen kompakten Anordnung-, dem völligen Abschluß nach außen und der dadurch bedingten ίο völligen. Strahlungsfreiheit sowie darin, daß die Symmetrierung-" in einem, weiteren Frequenzbereich gleichmäßig- wirksam ist, als es bei den bekannten Anordnungein der EaIl ist.

Die Erfindung soll an Hand der Abbildungen näher erläutert werden, von denen Abb. 1 den bereits bekannten Symmetriertopf zeigt, während Abb. 2 .ein Ausführungsbeispiel der Erfindung- darstellt.

In Abb. ι 'dient als unsymmetrische Hochfrequenzteilung ein koaxiales Kabel, welches aus dem' 'Innenteiter 7 und dem Außenleiter 6 besteht. Der Außenleiter kann geerdet sein. Außerdem sind zwei koaxiale Leitungen dargestellt welche im Gegentakt gespeist werden sollen und gemeinsam also eine symmetrische Doppelleitung darstellen. Die eine besteht aus dem Außenleiter 8 und dem Innenleiter 9 und die andere aus dem Außenleiter ι ο und dem Innenleiter 11. D er Ininenleiter 9 ist direkt mit dem Innenleiter 7 verbunden und daher mit derselben Phase wie dieser gespeist. Der andere Leiter 11 ist 'direkt mit dem Ende des Außenleiters 6 der unsymmetrischen Leitung verbunden und erhält daher in bezug auf den Leiter 9 gegenphasigie Spannung. Zur Vermeidung eines Kurz-Schlusses zwischen 10 und 11 ist um das A/4lange Ende des Leiters 6 eine koaxiale Abschirmung-12 vorgesehen und am unteren Ende mit dem Leiter 6 verbunden. Die Länge des leitenden Weges innerhalb der Abschirmung-12 zwischen dem Anschlußpunfet des Leiters 11 an den Leiter 6 und des Leiters 10 an den. Leiter 12 ist also' so bemessen, daß, Phasienopposition auftritt. Dies hängt damit zusammen, 'daß der so gebildete kurzgeschlossene A/4-Kreis eine sehr hohe Impedanz für die Arbeitsfrequenz darstellt. Außerdem· kann keine Strahlung durch den auf dem letzten Außenleiterstück 6 fließenden Strom auftreten, da 'ei,h gleicher, jedoch entgegengesetzter Strom auf der Innenfläche des Leiters 12 fließt. Man erkennt also, daß für die Frequenz, für welche 'die Verbindung bemessen ist, keinerlei eine Unsymmetrie erzeugender Effekte auftreten. Dies triflt jedoch nur dann zu, wenn der Sperrtopf 12 'die Länge λ/4 besitzt. Bei Frequenzäniderungien bzw. wenn die Frequenz mit einem breiten Band moduliert ist, fließt ein gewisser Strom über -die Kante des Außenleiterendes 6 durch den Sperrtopf hindurch und bewirkt eine Unsymmetrie der Ströme und Spannungen in den Leitern 9 •und 11.

Um leine völlige Symmetrie für ein breites Frequenzband zu erreichen, wird daher bei der Erfindung eine Anordnung- nach Abb. 2 benutzt. Hier ist eine zweite Sperrtopf anordnung 22 mit einem zweiten Leiter 26 vorgesehen, welche den Leitern 12 und 6 entspricht und vorzugsweise symmetrisch zu diesen angeordnet ist. Der Innenleiter 26 besitzt denselben Durchmesser wie der Außenleiter 6 der unsymmetrischen Leitung· und ist an seinem Ende mit dem Innieinleiter 7 dieser Leitung- verbunden. Die Verbindung- der unsymmetrischen Leitung- 6, 7 mit den symmetrisch gespeisten Leitern 9 und 11 ist, wie man sieht, in derselben Weise wie in Abb. 1 durchgeführt. Es siei noch erwähnt, daß die Leiter 9 und 11 nicht einzeln abgeschirmt zu sein brauchen, sondern auch von einem gemeinsamen Abschirmrohr umgeben sein können. Da auf der Innenwand dieses gemeinsamen Abschirmrohres keine Ströme auftreten., kann es auch völlig- fortgelassen werden, ohne 'daß eine Störung der Symmetrie zu befürchten ist, vorausgesetzt, daß -die geometrische Symmetrie der Anordnung- gewahrt bleibt. Man sieht, daß die Symmetrie des Gegentaktausgangs an den Leitern 9, 11 auch bei Abweichungen von -der Arbeitsfrequenz gewahrt bleibt. Es tritt jedoch bei sehr großen Abweichungen eine reaktive Komponente an der Anschlufistelle auf, welche eine Reflexion der Wellen bedingt. Diese Reflexion tritt auf, gleichgültig ob die Energiequelle an die Leiter 9 und 11 und der Verbraucher an 'die Leiter 6 und 7 angeschlossen ist oder umgekehrt.

Um auch diesen Reflexions effekt, der bei sehr breiten Bändern störend wirken kann', zu vermeiden, kann man sich !einer Anordnung nach Abb. 3 bedienen. Die Anordnung- auf der linken Seite der Abb. 3 ist exakt dieselbe wie in Abb. 2. In jeder der im Gegentakt gespeisten Leitungen 8 und 10 ist jedoch in 'eimern Abstand von λ/4 der Arbeitswellenlänge je eine Ausgleichsreaktanz angebracht. Diese Ausgleichsreaktanz besteht aus dem Atifien-Ieiter32 bzw. 32' und dem Innenleiter 36 bzw. 36' und besitzt die gleichen geometrischen Abmessungen wie; 'die "Symmetrierkreise 12, 6 bzw. 22, 26. Aus diesieim. Grund besitzt die Ausgleiehsreaktanz auch den gleichen Frequenzgang. Da die beiden Reaktanzen sich in 'einem Abstand von A/4 der Arbeitswellenlänge befinden, kompensieren sich die durch sie auf die Leitung übertragenen Blindwiderstände in an sich bekannter Weise. Will man für ein bestimmtes Seitenband eine exakte Kompensation erreichen, so muß der Abstand von λ/4 etwas verschieden sein. Die Außenleiter 32 und 32' brauchen nicht, wie 'dargestellt, ineinander überzugehen. Der mittlere Verbindungsteil kann also· auch fortgelassen werden, ohne daß am der Wirkung sich irgendetwas ändert. Die dargestellte Anordnung besitzt lediglich den Vorteil einfacherer Herstellbarkeit und eines stabileren Aufbaus.

In Abb. 4 ist leine Abwandlung der Anordnung nach Abb. 3 dargestellt, bei der zwei Leitungen in einer Phasenbeziehung von 90⁰ gezeigt werden sollen. Eine solche Phasenbeziehung wird z. B. zur Speisung von Drehfeldantennen (turnstile antenna) gebraucht. Diese Phasenbeziehiung· wird in bekanntea-Weise durch eine λ/4 lange Umwegleitung im eine» Zweig der symmetrischen. Leitung erzielt. Zum besseren Ausgleich der Reaktanzen wird bei der

Anordnung nach Abb. 4 auch die Kompensationsreaktanzaniordnung gespeist. Zu diesem Zweck ist die unsymmetrische Leitung in zwei Teilleitungen aufgespalten, von denen die eine wieder in den Topf 6, 12 hineinragt, während die andere den Topf 36", 32' speist. Hierzu dient der Innenleiter 37'.

In Abb. 5 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel der Anordnung gemäß der Erfindung zur Speisung einer Vierphasendrehfeldantenne gezeigt. Die An-Ordnung der linken Seite, welche der Anpassung der unsymmetrischen Leitung· an die symmetrische Leitung dient, ist die gleiche wie in Abb. 4. Jede der Leitungen 8 und 10 ist in zwei Zweige .aufgeteilt, deren Längen sich um 2/4 unterscheiden. Dadurch ergeben sich, wie man ohne weiteres sieht, die an den Innemleitern 51, 52, 53, 54 angeschriebenen Phase η b eziehunigen.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der vorangehenden Beschreibung das Wort Arbeitsfrequenz stets für die mittlere Frequenz des Bandes benutzt wurde. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; so kann insbesondere die unsymmetrische Leitung durch jede andere unsymmetrische Hochfrequenzanordnung- ersetzt werden, ebenso wie an die symmetrische Seite der Anordnung jede symmetrische Hochfrequenzanordnung angeschlossen werden kann,. Die Anordnung kann, in beiden Richtungen benutzt werden, also zur Speisung eines symmetrischen Verbrauchers aus einer unsymmetrischen Quelle oder eines unsymmetrischen Verbrauchers aus einer symmetrischen Quelle.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Ankopplung einer symmetrischen Hochfrequenzanordnung an eine unsymmetrische Anordnung, gekennzeichnet durch eine auf die Arbeitsfrequenz abgestimmte Gegentaktresonanzleitung mit einem in. der Mitte durch einan Spalt unterbrochenen Innenleiter, an dessen einander gegenüberstehenden Enden die symmetrische Anordnung angeschlossen ist, während die unsymmetrische Anordnung, insbesondere koaxiale Hochfrequenzleitung, in die hohl ausgebildete eine Hälfte des Innenleiters der Resionanzleituing übergeht und ihr Innenleiter an das gegenüberliegende Ende der anderen Hälfte des Innenleiters der Resonanzleitung angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die symmetrische Leitung in einem Abstand von einem Viertel der Arbeitswellienlänge Reaktanzen angeschaltet sind, die den durch die Gegentaktresonanzleitung ,gebildeten Reaktanzen entsprechen und eine Kornpensatiion für breite Frequenzbänder bewirken:.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsreaktanzen geometrisch dieselbe Masse besitzen wie die Gegentaktresonanzleitung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

5240 6.53