DE888269C

DE888269C - Schwingungserzeuger mit einer Wanderfeldroehre, die in ihrem aeusseren Rueckkopplungskanal ein Filter und einen Phasenschieber enthaelt

Info

Publication number: DE888269C
Application number: DEC2926A
Authority: DE
Inventors: Marcel Denis; Pierre Palluel
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1948-07-29
Filing date: 1950-09-01
Publication date: 1953-10-19
Also published as: DE872223C; DE901800C; FR60639E; FR970096A; CH278419A; US2607031A; DE879845C; IT454356A; FR60636E; GB675625A; FR58975E; GB673033A; GB675056A; GB667208A

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Schwingungserzeuger unter Benutzung einer Wellenlaufröhre zu modulieren, deren Ein- und Ausgang durch einen Rückkopplungskanal gekoppelt sind, der ein Filter und einen Phasenschieber enthält, indem man auf diesen Phasenschieber einwirkt, anstatt die Röhre selbst zu steuern.

Die Erfindung sieht eine neue Verwirklichung des Phasenschiebers vor, die auf einer neuen Anordnung beruht, auf der Grundlage eines Prinzips, welches völlig verschieden ist von demjenigen, das vorgeschlagen wurde, und darin bestand, auf die Charakteristiken einer Hilfswellenlaufröhre einzuwirken, die als Phasenschieber gebraucht wird.

Nach der Erfindung gebraucht man einen Phasenschieber aus einer geeigneten dielektrischen Substanz, die eine Veränderung der'Phase durch Änderung der Dielektrizitätskonstanten dieser Substanz zuläßt, die einem regelbaren oder veränderlichen elektrischen Feld unterworfen wird. Es ist bekannt, daß gewisse Substanzen, wie etwa Titanate der alkalischen Erden, im kristallinischen Zustand oder zusammengeballt durch ein keramisches Verfahren, im reinen Zustand oder in gemischten Verbindungen in veränderlichem Verhältnis eine erhöhte Dielektrizitätskonstante besitzen, welche sehr merklich unter der Wirkung eines elektrischen Feldes sich ändert. Die Phasengeschwindigkeit einer Hochfrequenzwelle, die ein derartiges

Mittel durchschreitet, hängt so vom angewandten Feld ab in der Art, daß dessen Veränderung durch. Überlagerung eines Außensignals die Abstimmung und die Frequenzmodulation des Schwingungserzeugers gestattet.

Die Erfindung wird an Hand der Abb. ι besser verstanden, die schematisch die Gesamtanordnung darstellt, und an Hand der Abb. 2 und 3 die zwei Abänderungen des Phasenschiebers darstellen.

Die Abb. 1 ist beigefügt, um das Schaltschema des Prinzips in die Erinnerung zurückzurufen, das den Gegenstand des Patentes 872 223 bildet. Das Bezugszeichen T stellt eine Wanderfeldröhre dar, deren Eingang und Ausgang durch einen Rückkopplungskanal G gekoppelt sind, der ein Filter F und einen Phasenschieber 23 enthält. Die Modulation der Stromquelle M beeinflußt den Phasenschieber D, und die modulierte Energie wird dem Belastungskreis über eine Kopplung C zugeführt.

Die Abb. 2 stellt eine Verwirklichung des Phasenschiebers D nach der Erfindung dar für einen Fall der Anwendung, wo der Kanal G durch eine koaxiale Leitung gebildet ist. In dieser Abbildung bezeichnet A einen Abschnitt des koaxialen Phasenschiebers, der einen Außenleiter 1 und einen Innenleiter 2 enthält, . wobei der Raum zwischen diesen beiden Leitern mit einem dielektrischen Material· 3 erfüllt ist mit der vorher angegebenen Eigenschaft. Die Abmessungen des Abschnitts A müssen hinreichend klein sein, damit sich hier nicht parasitäre Zustände fortpflanzen. Die Elemente B₁ und B₂ stellen Anpassungsabschnitte dar und werden von koaxialen Leitern gebildet von einer viertel Wellenlänge der mittleren Arbeitsfrequenz. Sie sind von den gleichen transversalen Abmessungen wie A und mit einem Dielektrikum 4 angefüllt, dessen Konstante das geometrische Mittel zwischen der der Materie 3 und der des Vakuums ist. Zwei koaxiale Abschnitte C₁ und C₂, deren Querschnitt zunehmend wächst, gestatten es, die Abmessungen der koaxialen Abschnitte B₁ und B₂ an diejenigen der Elemente des Rückkopplungskanals D₁ und D₂ anzupassen.

Bei dieser Schaltung wird die Modulationsspannung an die Klemmen des Kondensators geschaltet, der durch die Leiter 1 und 2 und die Gesamtheit des koaxialen Leiters gebildet wird. Man kann ihm eine Gleichspannung überlagern, die gestattet, die Dielektrizitätskonstante der Substanz 3 auf einen passenden Wert einzustellen.

Wenn I die Länge des Abschnitts des Phasenschiebers ist und ν die Phasengeschwindigkeit bedeutet, besitzt die Gesamtphasenverschiebung für die Frequenz F und den mittleren Wert E₀ der Dielektrizitätskonstanten den Wert

2 π IF

Wenn unter dem Einfluß der Modulationsspannung E₀ um Δ E variiert, so ist die Änderung der Phase durch den Ausdruck gegeben

2IF τ .AE ι ΔΕ

Δ φ — ^— = — W_n —^— ·

^r υ 2 E_n 2 ^ro E_n

Wird Δ φ festgelegt und beschränkt man sich auf eine Veränderung Δ E, die keine Verzerrung in bezug auf das lineare Gesetz einführt, so wird man hieraus <p₀ und infolgedessen I erhalten.

Die Durchmesser H₁ und d₂ der Leiter 1 und 2 -werden durch die Bedingung bestimmt, die Fortpflanzung parasitärer Zustände zu vermeiden:

γ E₀ < λ .

Zum Beispiel für λ = 8 cm und F₀ = 100 hat man

0,5 cm.

Setzt man voraus

= 3.

so kann man d₁ = 1 mm und d₂ = 3 mm wählen. Die charakteristische Impedanz dieses koaxialen Leiters ist

Man hat auf diese Weise vollständig die Elemente des Systems bestimmt und hat die notwendigen Angaben, um die passende Anpassung zu berechnen.

Die Abb. 3 gibt ein Ausführungsbeispiel für eine Anpassung für den Fall, daß der Rückkopplungskanal durch rechtwinklige Hohlrohrleitungen gebildet wird. Man hat nur einen Schnitt parallel zum elektrischen Feld geführt; der Schnitt parallel zum magnetischen Feld besitzt das gleiche Aussehen bis auf die Abmessungen.

Der Phasenschieber besteht hier aus einem dielektrischen Block, der in einer Einschnürung G₃ des rechtwinkligen Querschnittes angeordnet ist, zwischengeschaltet in den Rückkopplungskanal G₁ und G₂ mit den Transversalabmessungen α und b und mit Zwischenschaltung von Anpassungsäbschnitten G₄ und G₅, deren Querschnitt fortschreitend veränderlich ist. Der Hohlrohrabschnitt, der mit dielektrischer Substanz gefüllt ist, wird die gleiche charakteristische Impedanz besitzen wie G₁ und G₂, wenn die entsprechenden Dimensionen entsprechend gleich sind

VE₀

und

Die Anpassung zwischen 5 und G₁ einerseits und 5 und G₂ andererseits wird durch Verlängerung des Parallelepipedons aus dielektrischer Materie, die in G₃ enthalten ist,'mittels der beiden Pyramiden 6 und 7 erreicht. Auf diese Weise werden die durch G₁ ankommenden Wellen fortschreitend in 6 konzentriert, ohne daß eine Reflexion auftritt, und ebenso in bezug auf G₂ und 7. Auf diese Weise können die Wellen sich nicht zwischen G₃ und 5 fortpflanzen. Der Blocks ist zwischen die beiden isolierten Halbleiter 8 und 9 gelegt. Man erhält auf diese Weise einen Kondensator, den man durch die Modulationsspannung mit Hilfe der Stromzuführungsleitungen 10 und 11, die durch die Öffnungen in der Führung G₃ hindurch-

treten, beeinflussen kann. Diese Stromzuführungen verursachen keinerlei Störung der Ultrakurzwelle, da die Energie sich nicht zwischen G₃ und 5 fortpflanzt.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt. Sie läßt alle Abänderungen, die einem Fachmann geläufig sind, zu, insbesondere in bezug auf den Bau des gebrauchten Rückkopplungskanals.

Claims

Patentansprüche:

i. Schwingungserzeuger mit einer Wanderfeldröhre, die in ihrem äußeren Rückkopplungskanal ein Filter und einen Phasenschieber enthält, nach Patent 872 223, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber ein Ultrahochfrequenzleitungsabschnitt ist, der mit einem isolierenden Stoff ausgefüllt ist, dessen Dielektrizitätskonstante in Abhängigkeit von einem elektrischen Feld sich ändert, und daß Mittel vorgesehen sind, um in dem genannten Phasenschieber ein elektrisches , Feld zu erzeugen, dessen Kraftlinien senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der Ultrahochfrequenzenwelle verlaufen.
2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angewendete elektrische Feld im Rhythmus einer Modulationsfrequenz sich derart ändert, daß die von dem Oszillator erzeugte Welle in der Frequenz moduliert ist.
3. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Stoff ein Titanat alkalischer Erden ist.
4. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber Anpassungsvorrichtungen für den Durchgang der Welle enthält zwischen dem Teil, der durch den dielektrischen Körper erfüllt ist, und den angrenzenden Teilen der Leitung, wobei diese Vorrichtungen in den Durchgangsgebieten einen Querschnitt besitzen, der sich fortschreitend ändert.

Angezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 224 079;
USA.-Patentschriften Nr. 2 106 770, 2 483 818, 484 636.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5480 10.53