DE923440C - Anordnung zur Linearisierung der Frequenzmodulation in einem Hoechstfrequenzoszillator - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Schaltungen mit frequenzmodulierten Hochfoequienzoszillatorien, z. B. mit den sogenannten Reflex-Klystron-Sendern, mit kontinuierlich arbeitenden Magnetronsendern oder mit Röhrensendern, bei denen -die Frequenzmodulation durch ein Reaktanzrohr, d.h. eine Röhre in der sogenanntem Miller-Schaltung, bewirkt wird. Im Interesse einer kurzen Beschreibung wird die Erfindung hier im wesentlichen in ihrer Anwendung auf

ίο Reflex-Klystron-Sender erläutert; aber es versteht sich, daß die Erfindung keinesfalls auf die Anwendung hei diesem speziellen Osziliatortyp begrenzt ist.

Bekanntlich kann die Frequenz, in der sich ein Reflexklystron erregt, dadurch verändert bzw. moduliert werden, daß man das Reflektorpotential verändert bzw. moduliert. Eine grundsätzliche Bedingung, die in der Praxis mit den bekannten Anordnungen nur außerordentlich schwer zu erfüllen ist, besteht darin, daß die Frequenzänderung in dem durch den Oszillator gespeisten Verbraucher proportional der diese Frequenzänderung verursachenden Änderung des Reflektorpotentials ist und daß das Verhältnis von Frequenzänderung zur Änderung des Reflektorpotentials unabhängig von der Höhe dieses Potentials selbst ist. Mit anderen Worten soll die im Verbraucher 'erzeugte Frequenzmodulation linear zum Modulationspotential, d. h. zum. Reflektorpotential, sein. Eine weitere allgemeine Bedingung, die ebenfalls mit den be-

kannten Anordnungen nur sehr schwer zu erfüllen ist, besteht darin, daß eine solche lineare Modulation, wie man sie gewöhnlich nennt, in einem ziemlich breiten Frequenzband, d. h. für einen relativ großen Frequenzhub, durchgeführt werden kann. Diese Bedingungen, lineare Frequenzmodulation und ziemlich hoher Frequenzhub, bestehen nicht nur für Reflex-Klystron-Sender, sondern, lauch für andere Oszillator,anprdnungen. Die vorliegende Erfindung ίο bemüht sich um die Schaffung verbesserter und einfacher Anordnungen zur Linearisierung der Modulation, 'die die vorstehenden Bedingungen erfüllen können.

Erfindtinigsgernäß wird vorgeschlagen, eine An-Ordnung zur Linearisierung der Frequenzmodulation in einem durch ieine Übertragungsleitung an einen Verbraucher angeschliossenien frequienzmodulierten Höchstfrequienzoszillator in der Weise auszubilden, daß sie aus eimer Übertragungsleitung 2 mit verteilten Impedanzen und einer konzentrierten Impedanz in der Nähe der Verbraucherseite 2^b besteht und daß eine Einstellvorrichtung zur -Änderung der elektrischen Länge der Leitung vom Oszillator bis zur konzentrierten Impedanz vorgesehen ist. Bei Verwendung 'eines Hohlrohrleiters wird die konzentrierte Impedanz vorzugsweise durch eine geeignete Diskontinuität in dem Hohlleiter gebildet, z. B. durch eine einstellbare Schraube in dem Rohr; die Veränderung der !elektrischen Länge geschieht vorzugsweise durch eine Vorrichtung, die -die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen in einem Teilstück des Hohlleiters zu verändern gestattet, z. B. durch ein geeignet geformtes Glied aus einem festen Dielektrikum oder aus leiaem ledtfähigien Material, das !entweder durch eine Wand des Hohlleiters hindurch ein bestimmtes, genau einstellbares Stück in dessen Inneres eintaucht oder das innerhalb des Hohlrohmes einstellbar verschoben werden kann. Die Vorrichtung kann aber statt dessen auch in einer zweiten. Einstellschraube bestehen, die sich in der Nähe der die konzentrierte Impedanz darstellenden Schraube und zwischen dieser und dem Klystron bzw. Oszillator 'befindet.

Die Erfindung wird durch die schematischen Zeichnungen erläutert.

Fig. ι 'und 2 sind zwei um 90⁰ gegeneinander verdrehte Ansichten einer Ausführungsfoirm;

Fig. 3 und 4 sind die entsprechendlen Ansichten einer zweiten und

Fig. 5 und 6 die einer dritten Ausführungsform. In sämtlichen Figuren tragen .die !entsprechenden Teile gleiche Bezugsaeichen. In Fig. 1 und 2 befindet sich bei 1, schematisch dargestellt, ein frequenzmodulierter Klys'trono!szilla,tor, der in der üblichen gut bekannten Art an das eine Ende 2" des Stückes leines rechteckigien Hohlrohrleiters 2 !angeschlossen ist, dessen anderes Ende 2* mit einem angepaßten Verbraucher (nicht 'dargestellt) verbunden wird. In die Breitseite des Hohlrohrleiters,, z. B., wie in der Zeichnung dargiesteOlt, in deren geometrischer Mitte, und in der Nähe .der Verbrau'cherseite 2^& ist eine einsteälbare Schraube 3 eingeschraubt und nagt durch die Wand ins Innere des Rohres hinein; diese Schraube wirkt als konzentrierte Impedanz. In die Breitseite des Hohl· nohnes ist längs ihrer Mittellinie ein schmaler Schlitz 4 eingeschnitten. In diesen wird, genau einstellbar, eine dünne Platte 5 aus einem verlustarmen, festen Dielektrikum eingetaucht. Zweckmäßig wird diese Platte so geformt, daß ihre einzige in den Hohlleiter leintauchende Kante 5° gebogen ist, wobei der Krümmungsradius vorzugsweise mindestens sechsmal so groß ist wie die Schmalseite das Hohlleiters. Diese Platte wird einstellbar ir* den Schlitz 4 'eingetaucht, so daß sich je mach Einstellung· ein verschieden großer Tieil der ' kreisförmigen Kante innerhalb des HoMleiters befindet. Mit steigender Eintauchtiefe der Platte wächst .die !elektrische Länge des Hohlleiters zwischen dem Oszillator 1 und der Impedanzschraube 3. Je nach Wunsch kann man die Platte auch an jhnem leinen Ende drehbar lagern, so daß die Eintauchtiefe durdh Heben oder Senken des anderen Endes verändert werden kann.

An Stelle der Anordnung in Fig. 1 und 2 mit einem Schlitz 4 vboA einem festen dielektrischen Tauchkörper S kann auch die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anordnung - verwendet werden. Hier ist in der Breitseite des Hohlleiters, senderseitig der Schnaube 3 und in geeignetem Abstand von ihr eine zweite ähnliche Schraube 6 vorgiesehen. Diese Schraube 6 ersetzt die Anordnung mit Schlitz und dielektrischem Tauchkörper. Als geeigneter Abstand zwischen den beiden Schrauben wurde ein Betrag von 28 0/0 der Wellenlänge im Hohlleiter gefunden; dieser Abstand ist jedoch in keiner Weise kritisch und kann in einem weiten Bereich variiert werden.

Der äquivalente Abstand bzw. die !elektrische Länge vom Oszillator 1 bis zur 'die konzentrierte Impedanz bildenden Schraube 3 wind so eingestellt, daß er ein ganzzahliges Vielfaches einer halben Wellenlänge (im Hohlleiter) plus einem bestimmten Bruchteil einer halben Wellenlänge beträgt. Die ganze Zahl der HalbweHenlängen ist nicht kritisch und wird in der Praxis auf Grund eines Kompromisses, zwischen den entgegengesetzten Bedingungen für eine lineare Modulation bei einem großen Frequenzhub und für die Gewinnung einer entsprechenden Leistung aus dem Oszillator bestimmt. Wenn die Zahl der Halb Wellenlängen zu klein ist, ergibt 'die optimale Linearisierungsfcorrektur einen merklichen Abfall der Ausgangsleistung; wenn die Zahl dagegen zu groß ist, läßt sich die Anpassung des Oszillators im .allgemeinen nur für kleine Frequenzhübe verwirklichen. Der optimale Wert des. obengenannten zusätzlichen Bruchteiles einer halben Wellenlänge ist kritisch und kann von einem KlystDonirohr zum anderen etwas verschieden sein. Dieser Wert wird in der Praxis durch Probieren gefunden, indem man die lerfmdungsigemäße Emstellvorrichtung verwendet.

Wenn in leinem FiaOl die vorgesehene Justiervorrichtungzur Veränderung der elektrischen Länge unzureichend ist, muß die Impedianzschriaube längs des Hohlleiters verschoben werden. Eine Ver-

Schiebung· um ungefähr ein Viertel einer Hohlrohr-■welleolänge nach der einen oder anderen Sieite wird im allgemeinen, ausreichen. Wenn die Justiervorrichtung für die elektrische Länge aus einer zweiten Schraube besteht, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, so müssen die beiden Schrauben gemeinsam längs des Hohlleiters verschoben werden. Wenn man will, kann man die eine bzw. beide Schrauben in 'und durch eine Metallplatte schrauben, die derart auf den Hohlleiter aufgepaßt ist, daß die Schrauben durch einen Längsschlitz in der Wand des Hohlleiters (unterhalb der Platte) in den Hohlleiter eintauchen 'und daß die Lage der Platte auf dem Hohlleiter in Längsrichtung eingestellt werden kann.

Wenn diese Einstellung kontinuierlich erfolgt und eimern Bereich von 'einer halben Hohlro-hrwellenlänge oder mehr umfaßt, ist keine weitere Justiervorrichtung für den elektrischen Abstand zwischen der konzentrierten Impedanz und dem Oszillator erforderlich. Ähnliche Anordnungen, wie sie vorstehend in Anwendung des Erfindungsgedankens auf Hohlleiter beschrieben und erläutert wurden, können auch bei Koaxialkabeln und anderen Arten von Übcrtragungsleitungen getroffen werden, wobei lediglich die' mechanische Anordnung in für den Fachmann geläufiger Weise etwas abgeändert werden, muß.

Wenn zwei oder mehr Hohlleiter oder andere Übertragungsleitungien, deren jede mit leinem geeigneten Verbraucher abgeschlossen ist, an den Oszillator angeschlossen sind, können die erfindungsgemäfiein Anordnungen bei jedem der Hohlleiter oder Leitungen oder, wenn gewünscht, bei einer größeren Zahl von ihnen gleichzeitig getroffen werden. Ein derartiger Fall ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt, wo zwei Hohlleiter unabhängig voneinander an einen Klystronoszillator 1 angeschlossen sind. Der Oszillator speist über den Hohlleiter 7 einen (nicht gezeichneten) Verbraucher, z. B. eine Antenne, während der Hohlleiter 2 durch ein geeignet geformtes Glied 8 aus einem Material hoben Verlustfaktors ,abgeschlossen wird, das die Wellenenergie absorbiert und so als sogenanntes Verbrau'cberphantoim wirkt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird bei dem Hohlrohr 2 eine Linearisierungsanordnuing nach Art der in Fig. 1 und 2 dargestellten verwiendet; es kann aber auch eine tier andienen vorstehend beschriebenen Anordnungen, z. B. die in Fig. 3 und 4 dargestellte, statt dessen verwendet werden. Wann der durch das Hohlrohr 7 gespeiste Verbraucher einigermaßen gut an dieses angepaßt ist, trägt dieses Hohlrohr nicht wesentlich zum Lmearisierungsprozelß bed und kann so lang oder kurz gewählt werden, wie es gewünscht wird. Eine Anordnung entsprechend der in Fig. 5 und 6 dargestellten hat den bedeutenden praktischen Vorteil, daß das Hohlrohr 2 und idie mit ihm verbundenen Teile als ständiger Bestandteil der OszElatoranordnung fest in diese mit eingebaut werden, können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Anordnung zur Linearisierung der Frequenzmodulation in einem durch eine Übertragungsleitung an einen Verbraucher angeschlossenen frequenzmodulierten Höchstfrequieinzoszilliatoir, dadurch gekennzeichnet, daß sie auis einer Übertragungsleitung (2) mit vierteilten Impedanzen und einer konzentrierten Impedanz in der Nähe der Verbraucberseite (2*) besteht und daß eine Einstellvorrichtung zur Änderung" der elektrischen Länge der Leitung vom Oszillator bis zur konzentrierten Impedanz vorgesehen ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung bzw. -leitungen durch Hohlrohrleiter gebildet wird bzw. werden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrierte Impedanz durch eine Diskontinuität 'im Hohlleiter und die Einstellvorrichtung für die 'elektrische Länge durch eine Vorrichtung gebildet wird, mit Hilfe deren man die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen im einem Teil-Stück des Hohlleiters verändern kann.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz durch eine Einstellschraube (3) in einer Wand des Hohlleiters gebildet wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung für die !elektrische Länge durch ein Glied (5) gebildet wird, das einstellbar ein bestimmtes Stück durch eine Wand des Hohlleiters in diesen eingetaucht werden oder innerhalb desselben in eine bestimmte Lage gebracht werden kann.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung für die elektrische Länge durch eine zweite Schraube (6), in der Nähe der 'die konzentrierte Impedanz bildende Schraube (3) und zwischen dieser und dem Oszillator (1) liegend, gebildet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 9589 2.55